[發明專利]一種超高強度鋼與鎢合金內孔釬焊方法

有效

• 申請號: 201710930175.6
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107717156B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 胡小春
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天險峰電子信息有限公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;C21D1/18;C21D1/26;C21D9/00;B23K103/18
• 代理公司: 42224 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李佑宏<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種超高強度鋼與鎢合金的內孔釬焊方法，包括裁剪釬料片，將所述釬料片固定在內襯外表面，使得內襯可以被釬料片包裹起來以置入殼體內孔，將填充有釬料片的殼體和內襯組合體放入釬焊爐，設置釬焊爐溫度在釬料片熔化點以上，持續加熱一段時間，釬料片充分熔化，釬料充分填充內襯與殼體焊接面之間的縫隙，完成正火過程；對填充有釬料的殼體和內襯組合體進行退火加工；升高釬焊爐溫度至釬料熔化，對超高強度鋼與鎢合金焊接件進行淬火。本發明技術方案的方法，將高溫釬焊、淬火、回火結合起來，使異種材料釬焊工藝與殼體材料熱處理工藝充分結合，得到高強度高焊合率釬焊接頭同時保證殼體高強韌性。

技術領域

本發明屬于焊接制造工藝技術領域，具體涉及一種超高強度鋼與鎢合金內孔釬焊方法。

背景技術

釬焊技術是一種將釬料加熱熔化，使兩個或幾個金屬零件連接起來的工藝過程；其采用比母材溫度低的釬料，熔化后將母材連接在一起。經過加熱，液態釬料在母材的間隙中潤濕、毛細流動、填充、鋪展、與母材相互作用，在上述過程中，融化的釬料與母材金屬之間溶解、擴散或產生金屬間化合物，冷凝后形成牢固的接頭，從而將母材連接在一起。釬焊變形小，接頭光滑美觀，適合于焊接精密、復雜和由不同材料組成的構件，如蜂窩結構板、透平葉片、硬質合金刀具和印刷電路板等。

目前，國內應用較廣泛的異種金屬連接組合有：鋁及鋁合金與銅、鋁及鋁合金與銅或不銹鋼、鋁及鋁合金與鈦合金、碳鋼與低合金鋼與高溫合金、陶瓷與陶瓷及常用金屬等，而針對超高強度鋼與鎢合金的真空釬焊由于其技術難度過高，目前尚無成熟的技術方案。當超高強度鋼與鎢合金組合釬焊成為一體后，形成了鎢合金在超高強度鋼內孔中的一體化組合件，這種組合件具有良好的熱性能和力學性能；由于超高強度鋼與鎢合金的金屬性能差異較大，兩種材料既不能實現互溶也不易形成金屬間化合物，目前的技術方案難以達到其釬焊技術要求，因此亟需尋求一種可以解決超高強度鋼與鎢合金組合釬焊問題的方案。

在普通的異種材料釬焊過程中，選擇的釬料熔點一般小于母材，母材之間的熔點差異也不會很大，這樣才能在融化釬料的時候盡可能保持母材的形狀。同時，母材之間的焊接面一般裸露在外，焊接縫隙可以隨時調整，焊接操作空間大，釬料融化后可以順利地均勻填充在焊接面之間，不容易形成焊接氣泡。釬料熔化后在母材的間隙中均勻流動，同時釬料原子在高溫下與母材焊接面表層的原子之間發生相互滲透交互，冷卻后將母材固定連接在一起。但是超高強度鋼與鎢合金兩者的熔點、熱膨脹系數、比熱容以及彈性模量具有較大的差異，如超高強度鋼的熔點為1530℃，鎢合金的熔點則達到了3380℃。在進行釬焊的時候，如果釬料的熔點過低，則釬料與鎢合金之間不能形成良好的滲透關系，冷卻后難以達到固定超高強度鋼與鎢合金的結合強度；如果選擇釬料的熔點過高，則升溫至釬料呈液態的時候，有可能會導致母材超高強度鋼的晶粒粗大甚至組織過熱，引起韌性變差。在一些較為特殊的焊接需求，如焊接面為內孔，尤其是深盲孔曲面的情況下，焊接面隱藏在焊接母材內部，導致殼體與內襯之間的位置難以確定，焊接縫隙之間的大小更是具有嚴格的尺寸要求。焊縫過大，則需要填充的釬料過多，難以在焊縫處形成有效的金屬原子滲透，焊接質量低；焊縫過小，則融化的釬料難以均勻填充到焊接面之間形成有效焊接面，并且容易形成焊縫氣泡，影響焊接部位強度。實際上，殼體與內襯焊縫結合面為深盲孔曲面，是最不利于焊接的結構。如何控制殼體與內襯之間的縫隙，調整釬料的焊接厚度，以及對釬料溫度的控制，都是亟待解決的問題，現有焊接技術也難以保障超高強度鋼與鎢合金釬焊接頭的強度。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種超高強度鋼與鎢合金內孔釬焊方法。本發明技術方案的方法，針對現有技術中釬焊難以滿足超高強度鋼和鎢合金的焊接需求的情況，采用與超高強度鋼熱處理參數的匹配度較好的釬料，并在釬焊完成后對殼體進行淬火和回火；通過釬焊和熱處理工藝復合應用，可以有效解決超高強度剛與鎢合金之間的焊接問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種超高強度鋼與鎢合金的內孔釬焊方法，用于實現將內襯焊接到殼體內孔里，其特征在于，包括