[發明專利]一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法

在審

• 申請號: 202110448193.7
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113182777A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 沈旭;吳杰峰;慕香紅;李波;范小松;夏小維
• 申請（專利權）人: 合肥聚能電物理高技術開發有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B08B3/12;C23G1/22;C23C22/56
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 李慧

本發明涉及異種金屬連接技術領域，公開了一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法，該組件中鈹片嵌套在鋁環或鋁合金環中且相互搭接，制備過程包括分別加工鈹片、鋁環或鋁合金環后進行清洗真空塑封并干燥放置，加工包套，裝配鈹片、鋁環或鋁合金環入包套，依次進行包套封焊和檢漏，進行熱等靜壓處理，壓力介質為氮氣或氬氣，溫度為400~600℃，保溫時間為1~4h，壓力為5~50Mpa，去除表面包套，取出組件即可；本發明有效解決鈹和鋁或鋁合金易出現的焊接缺陷問題，實現鈹和鋁或鋁合金的有效連接；減少了焊接變形，且避免了因焊接產生有毒有害的鈹蒸汽的情形。

技術領域

本發明涉及異種金屬連接技術領域，具體涉及一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法。

背景技術

鈹/鋁及鋁合金組件，廣泛應用于核能、紅外光學系統、X射線探測器窗口、高能物理學、慣性導航系統、電子顯微鏡、高新技術領域和重大科學工程項目等軍用和民用領域有著廣闊的應用前景。

金屬鈹（Be）熔點為1289℃，鋁及鋁合金熔點一般為660℃，兩種金屬熔點、物理性能相差較大。目前，在鈹和鋁合金組件中，常用連接方法包括粘接、真空釬焊和熔焊。采用粘接結構強度較低，且不宜使用在高溫或者低溫場合；采用真空釬焊，易出現鈹和鋁合金釬縫未填滿，漫流不到位以及結合強度差等特點；鈹在熔焊過程中，易產生有毒有害的金屬蒸汽，焊后變形大，且鈹和鋁合金熔焊接頭因物理特性相差較大易出現微裂紋，導致焊接接頭失效。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法，解決了現有技術中鈹和鋁或鋁合金易出現的焊接缺陷問題，切實實現了鈹和鋁或鋁合金的有效連接。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法，所述組件中鈹為圓形鈹片、鋁或鋁合金為圓環型鋁環或鋁合金環，所述鈹片嵌套在所述鋁環或鋁合金環中且相互搭接，其制備方法具體包括：

采用封閉濕式加工方式加工鈹片；

對加工后的鈹片進行清洗，包括粗洗和精洗；

將清洗后的鈹片真空塑封并干燥放置；

采用車床或數控加工中心加工鋁環或鋁合金環；

對加工后的鋁環或鋁合金環進行清洗，包括依次進行的堿洗、酸鈍化和超聲清洗；

加工包套，所述包套包括匹配設置的包套殼體、包套端蓋和上墊片、下墊片，所述包套殼體為一端開口的中空圓柱體，所述包套端蓋與包套殼體開口間隙配合，所述上墊片、下墊片與包套殼體空腔間隙配合；

依次將下墊片、鈹片、鋁環或鋁合金環、上墊片、包套端蓋裝配入包套殼體內；

依次進行包套封焊和檢漏；

進行熱等靜壓處理，壓力介質為氮氣或氬氣，溫度為400~600℃，保溫時間為1~4h，壓力為5~50Mpa；

去除表面包套，取出組件即可。

優選地，所述粗洗包括：

先刷洗，再超聲波過濾汽油清洗，再刷洗；

去氧化層，先堿水清洗浸泡，再去離子水漂洗，再干燥；

所述精洗包括：

先超聲波過濾汽油清洗，再壓縮空氣吹干，再石油醚擦洗并干燥。

優選地，所述過濾汽油為120#過濾汽油，粗洗中超聲波過濾汽油清洗時間為20min，精洗中超聲波過濾汽油清洗時間為10-20min；

所述堿水清洗浸泡時間為15~20min，去離子水漂洗時間15min~20min；

所述真空塑封并干燥放置中相對濕度小于30%。

優選地，所述依次進行的堿洗、酸鈍化和超聲清洗具體包括：

預先配置10%的NaOH水溶液，加熱至70~80℃；

將鋁環或鋁合金環放入NaOH水溶液進行充分反應；