一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法
2023-08-01 17:38:31
一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法
【專利摘要】本發明公開了一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，用酸洗的方法去除不鏽鋼表面的鈍化膜，將銅鎢假合金的表面腐蝕為多孔，然後在銅鎢假合金與不鏽鋼之間放置一層非晶/細晶低鉻銅薄帶，一同放置於石墨坩堝中在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，即得。本發明銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，通過將非晶/細晶低鉻銅薄帶作為中間連接層，可以在窄溫度區間熔接，既保證了銅熔化，又保證了鋼未軟化，同時兼具了兩種材料各自優異的性能，解決了雙金屬異型件的連接難題；且獲得的界面無缺陷、結合強度高、界面穩定性顯著提高。
【專利說明】一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於異種材料異型件連接【技術領域】，具體涉及一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法。
【背景技術】
[0002]銅鎢假合金因其同時具備銅高導電性、高導熱率、低的接觸電阻以及鎢高熔點、高硬度、低的熱膨脹係數等性能在航空航天、核能工程、機械製造、電子元器件等領域中有著廣闊的應用前景，但因其比重大、成本高，使得其使用受到很大的限制；而低成本的不鏽鋼因其具有耐腐蝕和良好機械性能等優點，常與高成本、良好綜合性能的合金連接製成綜合性能滿足使用要求的結構件。然而，由於這兩種材料物理性能差異大，而且作為異型件，使用常規焊接方法連接存在焊不透、界面缺陷不可控、界面結合力低、結合區附近材料性能降低等問題，嚴重影響此結構件的正常使用，因此需要尋找新的適合銅鎢假合金和不鏽鋼兩種材料異型件的連接方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，解決了現有焊接方法存在的焊不透、界面缺陷不可控、界面結合力低、結合區附近材料性能降低的問題。
[0004]本發明所採用的技術方案是，一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，用酸洗的方法去除不鏽鋼表面的鈍化膜，將銅鎢假合金的表面腐蝕為多孔，然後在銅鎢假合金與不鏽鋼之間放置一層非晶/細晶低鉻銅薄帶，一同放置於石墨坩堝中在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，即得。
[0005]本發明的特點還在於，
[0006]不鏽鋼酸洗【具體實施方式】如下:常溫下，將不鏽鋼在30%的鹽酸溶液中浸泡30?120min,然後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸I?5min，用蒸餾水對其表面進行衝洗。
[0007]銅鎢假合金表面腐蝕為多孔【具體實施方式】如下:將銅鎢假合金浸泡在濃度為50%的HNO3溶液中腐蝕60?180min，浸泡深度為1mm，然後用20 %的NaOH溶液中和表面殘留的酸I?5min，並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金。
[0008]熔接的具體操作過程為:以15?25 V Mn的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080?1180°C時，保溫30?90min後隨爐冷卻。
[0009]本發明的有益效果是，本發明銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，通過將非晶/細晶低鉻銅薄帶作為中間連接層，可以在窄溫度區間熔接，既保證了銅熔化，又保證了鋼未軟化，同時兼具了兩種材料各自優異的性能，解決了雙金屬異型件的連接難題；且獲得的界面無缺陷、結合強度高、界面穩定性顯著提高，為異種材料異型件的連接提供了一種新方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是實施例1?3中銅鎢假合金的尺寸圖；
[0011]圖2是實施例1?3中不鏽鋼的尺寸圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0013]本發明銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，用酸洗的方法去除不鏽鋼表面的鈍化膜，將銅鎢假合金的表面腐蝕為多孔，然後在銅鎢假合金與不鏽鋼之間放置一層非晶/細晶低鉻銅薄帶，一同放置於石墨坩堝中在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，即得。
[0014]具體按照以下步驟實施:
[0015]步驟1，常溫下，將不鏽鋼在30% (體積)的鹽酸溶液中浸泡30?120min，之後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸I?5min，用蒸餾水對其表面進行衝洗；
[0016]步驟2，將銅鎢假合金浸泡在濃度為50%的HNO3溶液中腐蝕60?180min，浸泡深度為1mm，然後用20%的NaOH溶液中和表面殘留的酸I?5min，並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金；
[0017]步驟3，在步驟2處理過的銅鎢假合金與不走I酸洗過的不鏽鋼之間放置一層非晶/細晶低鉻銅薄帶，一同放置於石墨坩堝中在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，以15?250C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080?1180°C時，保溫30?90min後隨爐冷卻，即得到銅鎢假合金與不鏽鋼異型件。
[0018]本發明銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，通過將非晶或細晶低鉻銅薄帶作為中間連接層，可以在窄溫度區間熔接，既保證了銅熔化，又保證了鋼未軟化，同時兼具了兩種材料各自優異的性能，解決了雙金屬異型件的連接難題；且獲得的界面無缺陷、結合強度高、界面穩定性顯著提高，為異種材料異型件的連接提供了一種新方法。
[0019]實施例1
[0020]步驟1，將材質為lCrl8Ni9Ti的不鏽鋼棒材進行機加工去氧化層後加工成圖1所示的尺寸；將銅含量20?30wt%的銅鎢假合金棒材加工成圖2所示的尺寸，隨後浸泡在丙酮試劑中進行超聲波振蕩除去表面的油汙；
[0021]步驟2，將步驟I得到的不鏽鋼在30% (體積)的鹽酸溶液中浸泡30min，之後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸3min，用蒸餾水對其表面進行衝洗；
[0022]步驟3，將步驟I得到的銅鎢假合金浸泡在濃度為50 %的HNO3溶液中腐蝕lOOmin，浸泡深度為1mm，然後用20%的NaOH溶液中和表面殘留的酸5min，並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金；
[0023]步驟4，在步驟2酸洗過的不鏽鋼和步驟3處理過的銅鎢假合金之間放置一薄層非晶/細晶低鉻銅薄帶，然後放置於石墨坩堝中，在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，以15°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1180°C時，保溫30min後隨爐冷卻，即得到銅鎢假合金-不鏽鋼雙金屬異型件。
[0024]實施例2
[0025]步驟I，將材質為lCrl8Ni9Ti的不鏽鋼棒材進行機加工去氧化層後加工成圖1所示的尺寸；將銅含量20?30wt%的銅鎢假合金棒材加工成圖2所示的尺寸，隨後浸泡在丙酮試劑中進行超聲波振蕩除去表面的油汙；
[0026]步驟2，將步驟I得到的不鏽鋼在30% (體積)的鹽酸溶液中浸泡90min，之後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸5min，用蒸餾水對其表面進行衝洗；
[0027]步驟3，將步驟I得到的銅鎢假合金浸泡在濃度為50 %的HNO3溶液中腐蝕180min，浸泡深度為1mm，然後用20%的NaOH溶液中和表面殘留的酸lmin，並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金；
[0028]步驟4，在步驟2酸洗過的不鏽鋼和步驟3處理後的銅鎢假合金之間放置一薄層非晶/細晶低鉻銅薄帶，然後放置於石墨坩堝中，在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，以200C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1100°C時，保溫60min後隨爐冷卻，即得到銅鎢假合金-不鏽鋼雙金屬異型件。
[0029]實施例3
[0030]步驟1，將材質為lCrl8Ni9Ti的不鏽鋼棒材進行機加工去氧化層後加工成圖1所示的尺寸；將銅含量20?30wt%的銅鎢假合金棒材加工成圖2所示的尺寸，隨後浸泡在丙酮試劑中進行超聲波振蕩除去表面的油汙；
[0031]步驟2，將步驟I得到的不鏽鋼在30% (體積)的鹽酸溶液中浸泡120min，之後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸lmin，用蒸餾水對其表面進行衝洗；
[0032]步驟3，將步驟I得到的銅鎢假合金浸泡在濃度為50 %的HNO3溶液中腐蝕60min，浸泡深度為1mm，然後用20%的NaOH溶液中和表面殘留的酸3min，並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金；
[0033]步驟4，在步驟2酸洗過的不鏽鋼和步驟3處理後的銅鎢假合金之間放置一薄層非晶/細晶低鉻銅薄帶，然後將放置於石墨坩堝中，在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，以250C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080°C時，保溫90min後隨爐冷卻，即得到銅鎢假合金-不鏽鋼雙金屬異型件。
[0034]將實施例得到的銅鎢假合金-不鏽鋼雙金屬異型件進行機加工製備成金相試樣和抗拉試棒，通過金相顯微鏡或掃描電鏡觀察其結合界面，可以看出其界面結合良好、無缺陷；用萬能試驗機進行抗拉試驗測得其界面結合強度σ b = 235?245MPa，能夠滿足其正常使用要求。
【權利要求】
1.一種銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，其特徵在於，用酸洗的方法去除不鏽鋼表面的鈍化膜，將銅鎢假合金的表面腐蝕為多孔，然後在銅鎢假合金與不鏽鋼之間放置一層非晶/細晶低鉻銅薄帶，一同放置於石墨坩堝中在微機程控高溫燒結爐中進行熔接，即得。
2.根據權利要求1所述的銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，其特徵在於，不鏽鋼酸洗【具體實施方式】如下:常溫下，將不鏽鋼在30%的鹽酸溶液中浸泡30?120min，然後在20%的NaOH溶液中中和表面殘留的酸I?5min，用蒸餾水對其表面進行衝洗。
3.根據權利要求1所述的銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，其特徵在於，銅鎢假合金表面腐蝕為多孔【具體實施方式】如下:將銅鎢假合金浸泡在濃度為50%的HNO3溶液中腐蝕60?180min，浸泡深度為1mm，然後用20%的NaOH溶液中和表面殘留的酸I?5min,並用蒸餾水清洗，得到表面多孔的銅鎢假合金。
4.根據權利要求1所述的銅鎢假合金與不鏽鋼異型件的液固連接方法，其特徵在於，熔接的具體操作過程為:以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080?1180°C時，保溫30?90min後隨爐冷卻。
【文檔編號】B23K31/02GK104384737SQ201410483907
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】梁淑華, 張喬, 鄒軍濤, 肖鵬, 楊曉紅 申請人:西安理工大學