[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710458872.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN107127441A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鈾;黃一雄;陳海生;楊潔;蘇偉;曾利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號(hào): B23K20/02
• 分類號(hào): B23K20/02;B23K20/26;B23K103/22
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法。

背景技術(shù)

擴(kuò)散焊通常采用專用設(shè)備，如帶液壓系統(tǒng)的真空爐、熱等靜壓擴(kuò)散焊爐等，設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格昂貴；影響擴(kuò)散焊質(zhì)量的主要工藝參數(shù)是壓力、溫度及保溫時(shí)間，壓力一般是通過(guò)機(jī)械加壓或氣體加壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鮮見結(jié)構(gòu)鋼與銅合金擴(kuò)散焊的公開報(bào)道。

Diffusion bonding of 410 stainless steel to copper using a nickel interlayer，Sabetghadam，Materials Characterization 61 ( 2010 ) 626 – 634 410，公開了一種410不銹鋼與銅合金，在專用的真空擴(kuò)散爐中，壓力為12 MPa、溫度在（800～950）℃范圍內(nèi)保持60 min后的試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散層厚度在7.9μm～13.4μm之間，當(dāng)擴(kuò)散溫度為900℃時(shí)，其擴(kuò)散接頭的拉伸強(qiáng)度最高，達(dá)到140 MPa。

Impulse pressuring diffusion bonding of a copper alloy to a stainless steel with/without a pure nickel interlayer，Xinjian Yuan，Materials and Design 52 (2013) 359–366.，公開了一種不銹鋼與銅合金擴(kuò)散焊試驗(yàn)，在壓力為（5～20）MPa、溫度850℃、保溫時(shí)間（5～20）min條件下，采用預(yù)鍍12.5 μm鎳層時(shí)，接頭拉伸強(qiáng)度可達(dá)到217.2 MPa，不采用鎳層時(shí)，則僅有174.2 MPa。

從上述文獻(xiàn)中可以得出，現(xiàn)有的鋼與銅合金的擴(kuò)散焊都是采用真空爐保溫，且需要過(guò)渡層來(lái)提高接頭的拉伸強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作便捷、工序簡(jiǎn)潔、焊接接頭拉伸強(qiáng)度大的結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法。

本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，包括如下步驟：

a、對(duì)接表面預(yù)處理：將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面進(jìn)行粗糙度加工，加工后用有機(jī)溶劑清洗；

b、擴(kuò)散焊前處理：將上述預(yù)處理后的結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件固定，加壓，控制工件間壓力為7～13MPa；

c、擴(kuò)散焊處理：對(duì)b步驟處理后的工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為860～900℃，加熱時(shí)間為30～60min，取出，冷卻，即得。

進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中a步驟中將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面粗糙度加工至＜0.003 mm。

上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中a步驟中所述有機(jī)溶劑為丙酮、無(wú)水乙醇中的一種。

進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為丙酮。

上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中b步驟中采用液壓機(jī)進(jìn)行加壓。

進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，采用液壓機(jī)進(jìn)行加壓，具體為：具體為：將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接，上下固定在壓緊夾具中，通過(guò)液壓機(jī)加壓至P，擰緊壓緊螺栓，使液壓機(jī)壓力顯示下降至P′，此時(shí)工件之間的壓力為P -P′；其中，P≥13MPa，7MPa≤P-P′≤13MPa。

上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中采用空氣爐進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中加熱溫度為880℃，加熱時(shí)間為45min。

進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中采用油淬方式進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)液壓機(jī)提供初始?jí)毫?，無(wú)需真空爐，對(duì)擴(kuò)散焊爐的選擇無(wú)限制；本發(fā)明無(wú)需預(yù)渡過(guò)渡層，減少生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明中擴(kuò)散焊得到的接頭拉伸強(qiáng)度≥200MPa，擴(kuò)散層厚度≥20μm；本發(fā)明選用油淬冷卻，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，淬火應(yīng)力小。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

實(shí)施例1

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑靴組件，材料為ZCuSn₁₀Pb₂Ni₃銅錫合金和30Cr₃MoA結(jié)構(gòu)鋼，圓面對(duì)接，直徑φ18 mm。