[發明專利]一種金屬與陶瓷焊接裝置及方法

在審

• 申請號: 201710731958.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107520556A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 梁風;王飚;王宇棟;彭坤;張自華
• 申請（專利權）人: 王飚
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K31/02;B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司53100
• 代理人: 徐玲菊,蔣文睿

1.一種金屬與陶瓷的焊接裝置，包括置于加熱爐中的耐火容器，該耐火容器內設有空腔、一側帶敞口，其特征在于該耐火容器的敞口上連接有蓋，蓋上設有進氣孔和排氣孔，蓋的中部設有蓋套，蓋套的底部設有與空腔連通的通孔，通孔上設有帶孔的密封墊，密封墊上設有壓蓋，該壓蓋為一筒套，筒套的兩端帶敞口，筒套的外端設有外徑大于筒套的盤，待焊接的陶瓷件與金屬件置于空腔中，并在陶瓷件與金屬件之間設置焊料，待焊接的陶瓷件或金屬件與壓件內端相接，壓件外端穿過蓋、密封墊上的通孔、壓蓋向外延伸后與壓力機相連。

2.根據權利要求1所述的金屬與陶瓷的焊接裝置，其特征在于所述密封墊為耐火纖維墊，耐火纖維墊為石棉纖維墊、高熔點金屬纖維墊、氧化鋁纖維墊、硅酸鹽纖維墊中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的金屬與陶瓷的焊接裝置，其特征在于所述陶瓷部件與金屬件之間設置焊料或焊料及過渡層。

4.根據權利要求1所述的金屬與陶瓷的焊接裝置，其特征在于所述耐火容器為常規的用耐高溫材料制成的容器，具體為石墨坩鍋、氧化鋁或粘土容器。

5.一種基于權利要求1所述焊接裝置對金屬與陶瓷進行焊接的方法，其特征在于經過下列步驟實現焊接：

步驟1、將待焊接的陶瓷件與金屬件放入耐火容器中，其中：

對于金屬件與普通金屬陶瓷件以及金屬件與NiFe₂O₄-M金屬陶瓷件的焊接，需要在金屬件與普通金屬陶瓷件之間放置焊料；

對于金屬件與氧化鋁陶瓷件的焊接，需要在焊接之前，在氧化鋁陶瓷件受焊面上預制過渡層，再在金屬件與氧化鋁陶瓷件之間放置焊料；

形成焊接組合體，之后將壓桿壓在焊接組合體上，加蓋密封，并經過進氣孔向空腔內通入壓力為3-5厘米水柱的保護性氣體；

步驟2、對于金屬件與普通金屬陶瓷件、以及金屬件與NiFe₂O₄-M金屬陶瓷件的焊接，按3～5℃/分的升溫速度，升溫至1000～1200℃，并在此溫度下保溫30-100分鐘，同時對壓力桿施加5.5～7.5kg/cm² 的壓力，加壓焊接40-90分鐘；對于金屬件與氧化鋁陶瓷件的焊接，按2～4℃/分的升溫速度，升溫至1350～1500℃，并在此溫度下保溫30-100分鐘，同時根據被焊接件的焊接面積施加5.5～7.5kg/cm² 的壓力，加壓焊接45-90分鐘；

步驟3、焊接完畢后，對于金屬件與普通金屬陶瓷件、以及金屬件與NiFe₂O₄-M金屬陶瓷件的焊接，按3～5℃/分的降溫速度降至900～1000℃，解除壓力，然后按3～5℃/分的降溫速度繼續降至室溫；對于金屬件與氧化鋁陶瓷件，按2～4℃/分的降溫速度降至900～1000℃，解除壓力，然后按2～4℃/分的降溫速度繼續至室溫；完成金屬與陶瓷的焊接。

6.根據權利要求5所述的焊接方法，其特征在于所述步驟1的焊料為下列組分：

對于金屬件與普通金屬陶瓷件的焊接，以該金屬陶瓷件中所含的主要金屬元素作為焊料成分；

對于金屬件與NiFe₂O₄-M金屬陶瓷件的焊接，以Cu-Ni合金粉作為焊料，且Cu與Ni的質量比為：Cu : Ni = 20-60 : 80-40；

對于金屬件與氧化鋁陶瓷件的焊接，以下列質量比的組分為焊料：

Cr 6～9 %、Co 40～55 %、Mn 0.1-0.5 %、Si 0.02-0.1%、Fe余量。