[發明專利]鈹銅和工具鋼的擴散焊接方法

在審

• 申請號: 202211611669.5
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115815773A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張壯壯;馬國成;歐海玲;徐鑄;童培云
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/26
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 肖小龍

本發明屬于及金屬材料的連接技術領域，公開了一種鈹銅和工具鋼的擴散焊接方法。包括以下步驟：（1）將鈹銅和工具鋼焊接面打磨拋光平整，然后洗凈；（2）將鈹銅和工具鋼裝入包套中進行裝配；（3）將裝配好的包套送入真空脫氣爐，溫度設置為300~350℃，在此過程中對包套進行抽真空，至真空度達到1×10^?3pa；（4）將脫完氣的包套裝入熱等靜壓設備中，然后進行熱等靜壓，保護性氣體作為壓力介質，熱壓溫度為600~650℃，壓力為100~130Mpa，保溫保壓時間2~4h；（5）熱等靜壓完成后隨爐降溫，然后出爐，將包套割開，得到鈹銅?工具鋼擴散焊接成品。本發明制得的鈹銅?工具鋼擴散焊接成品得焊接面結合率較高，并具備很好的抗拉強度。

技術領域

本發明屬于及金屬材料的連接技術領域，涉及一種鈹銅和工具鋼的擴散焊接方法。

背景技術

鈹屬稀有金屬，具有密度低，比強度和比熱容高以及導熱性好等優點，鈹銅合金化學式為BeCu，是一種綜合性能優良的有色合金彈性材料，主要用于制造連接器、彈片、開關和其它電子電器設備的器件，用于航空航天飛行器、汽車、計算機、國防和移動通訊等領域。

鈹銅與工具鋼的連接是核工業工程材料的難點之一，由于鈹的延展性差，脆性大，與不銹鋼的相容性差；高溫下易與其它許多金屬反應生成脆性的金屬間化合物；焊接中易產生氣孔、裂紋等，導致鈹銅與工具鋼連接存在較大困難。

專利CN114473163A提出一種鈹銅的焊接方法，首先將焊接面清理干凈水平放置在電阻焊裝置上，對鈹銅焊接面涂抹上一層耐高溫涂層；然后用電阻焊裝置的電極對焊件接觸部位，施加1500℃~2000℃的溫度，使兩個焊件均達到熔點溫度，移動兩個焊件，進行接觸完成焊接；最后為了保證鈹銅原有的性能，待焊件冷卻后，需要再次進行熱處理，熱處理后進行沖壓處理。該方法需要電阻焊，熱處理，沖壓處理，步驟繁瑣，難以批量生產，焊接成功率不能完全保證。其次電阻焊溫度高，容易對焊接母材造成損害，即使再次進行熱處理，也難以保證被焊接件恢復到焊接前的性能。

專利CN106271013A 發明了一種銅及銅合金與鋼的低真空擴散焊方法，將銅/銅合金和鋼的待焊面打磨、清洗后對接組裝，在對接面之間鋪設去膜劑或含有去膜劑的金屬夾層，裝配得到連接件，所述去膜劑為B、Li、B₂O₃、KF 、LiF、AlF₃、CaF₂等或硼酸鹽中的至少一種；將連接件放在擴散焊爐的上壓頭和下壓頭之間，并施加1.0~1.5Mpa的預壓力，對擴散焊爐抽真空至爐中真空度不高于800Pa時開始加熱，爐內溫度達到600~850℃時，對連接件施加4~10Mpa的軸回壓力，保溫保壓6~30min；連接件擴散焊完成后，卸去壓力，隨爐冷卻即可。此發明可以在低真空低焊接溫度條件下，實現銅/銅合金與鋼的擴散連接，焊接過程中無元素揮發。但是需要加去膜劑，焊接樣品放在擴散焊爐的上下壓頭之間，一次只能焊接一件產品，生產效率低，并且800Pa的低真空并不能滿足所有銅合金的擴散焊接要求，比如鈹銅焊接過程中極易產生氣孔，生成金屬間化合物。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種鈹銅和工具鋼的擴散焊接方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種鈹銅和工具鋼的擴散焊接方法，包括以下步驟：

（1）將鈹銅和工具鋼焊接面打磨拋光平整，然后洗凈；

（2）將鈹銅和工具鋼裝入包套中進行裝配；

（3）將裝配好的包套送入真空脫氣爐，溫度設置為300~350℃，在此過程中對包套進行抽真空；

（4）將脫完氣的包套裝入熱等靜壓設備中，然后進行熱等靜壓，保護性氣體作為壓力介質，熱壓溫度為600~650℃，壓力為100~130Mpa，保溫保壓時間2~4h；

（5）熱等靜壓完成后隨爐降溫，然后出爐，將包套割開，得到鈹銅-工具鋼擴散焊接成品。