[發(fā)明專利]一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法

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• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113182777A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈旭;吳杰峰;慕香紅;李波;范小松;夏小維
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥聚能電物理高技術(shù)開發(fā)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34126
• 代理人: 李慧

本發(fā)明涉及異種金屬連接技術(shù)領(lǐng)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(huán)或鋁合金環(huán)中且相互搭接，制備過程包括分別加工鈹片、鋁環(huán)或鋁合金環(huán)后進(jìn)行清洗真空塑封并干燥放置，加工包套，裝配鈹片、鋁環(huán)或鋁合金環(huán)入包套，依次進(jìn)行包套封焊和檢漏，進(jìn)行熱等靜壓處理，壓力介質(zhì)為氮?dú)饣驓鍤猓瑴囟葹?00~600℃，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(fā)明有效解決鈹和鋁或鋁合金易出現(xiàn)的焊接缺陷問題，實(shí)現(xiàn)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(chǎn)生有毒有害的鈹蒸汽的情形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異種金屬連接技術(shù)領(lǐng)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(shù)

鈹/鋁及鋁合金組件，廣泛應(yīng)用于核能、紅外光學(xué)系統(tǒng)、X射線探測器窗口、高能物理學(xué)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、電子顯微鏡、高新技術(shù)領(lǐng)域和重大科學(xué)工程項(xiàng)目等軍用和民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

金屬鈹（Be）熔點(diǎn)為1289℃，鋁及鋁合金熔點(diǎn)一般為660℃，兩種金屬熔點(diǎn)、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(jié)構(gòu)強(qiáng)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(xiàn)鈹和鋁合金釬縫未填滿，漫流不到位以及結(jié)合強(qiáng)度差等特點(diǎn)；鈹在熔焊過程中，易產(chǎn)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(xiàn)微裂紋，導(dǎo)致焊接接頭失效。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鈹和鋁或鋁合金組件的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鈹和鋁或鋁合金易出現(xiàn)的焊接缺陷問題，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了鈹和鋁或鋁合金的有效連接。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)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(huán)型鋁環(huán)或鋁合金環(huán)，所述鈹片嵌套在所述鋁環(huán)或鋁合金環(huán)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(jìn)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(shù)控加工中心加工鋁環(huán)或鋁合金環(huán)；

對加工后的鋁環(huán)或鋁合金環(huán)進(jìn)行清洗，包括依次進(jìn)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(shè)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(huán)或鋁合金環(huán)、上墊片、包套端蓋裝配入包套殼體內(nèi)；

依次進(jìn)行包套封焊和檢漏；

進(jìn)行熱等靜壓處理，壓力介質(zhì)為氮?dú)饣驓鍤猓瑴囟葹?00~600℃，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(yōu)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(yōu)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(yōu)選地，所述依次進(jìn)行的堿洗、酸鈍化和超聲清洗具體包括：

預(yù)先配置10%的NaOH水溶液，加熱至70~80℃；

將鋁環(huán)或鋁合金環(huán)放入NaOH水溶液進(jìn)行充分反應(yīng)；