本发明专利技术公开了一种W‑Cu合金高强度连接工艺，包括以下步骤：(1)准备阶段：(2)装配阶段(3)钎焊连接阶段：将装配好的式样放置真空钎焊设备中进行钎焊连接。本发明专利技术的高强度连接工艺方法简单方便；钎焊前无须对待焊W‑Cu合金进行表面改性处理，通过真空钎焊连接，实现W‑Cu合金的直接焊接，无需保护措施，通过控制间隙、施加适量的压力以及通氩气保护快速急冷实现W‑Cu合金的高强度连接，接头塑形性能优异，接头组织细密以及残余应力较小，焊件无变形和晶粒粗化的现象，不会出现氧化、污染等问题，因而钎焊接头拥有较高的强度；本发明专利技术的高强度连接工艺可重复再现，便于广泛推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接
，具体涉及一种W-Cu合金同种材料的高强度连接工艺。
技术介绍
W-Cu合金兼具了 W和Cu的诸多优异性能，其具有良好的导电导热性，高的强度和硬度，低的热膨胀系数，良好的耐电弧侵蚀性、抗高温氧化性及抗熔焊性等优异特征。广泛应用于能源、电力、航空航天、国防工业以及核工业等领域，主要涉及炮轨导弹头、火箭发动机喷管喉衬、喷嘴和燃气舵等部件，是一种极具有发展前进的高温复合材料。而在生产使用过程中，通常采用高温烧结以及热等静压等方式实现W-Cu合金之间的连接，其生产制造工艺繁琐复杂，成本投入较大，连接强度低，难以满足W-Cu合金的使用要求以及展现W-Cu合金的优异性能。W-Cu合金对气体杂质敏感性较大，以及易出现脆化物相和微孔，严重影响连接区域的气密性及承载能力，采用一般的连接方式难以满足。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中连接W-Cu合金材料的强度较低等问题，本专利技术提供一种用于同种W-Cu合金的高强度连接工艺，以获得高强度的连接接头。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术的一种W-Cu合金高强度连接工艺，包括以下步骤:I)准备:对待钎焊的W-Cu合金和钎料进行清理，利用酸洗和砂子打磨除去表面的杂质、油污以及氧化膜，将W-Cu复合材料和钎料箔片置于丙酮中，采用超声波清洗10?15min，并进行干燥处理；2)装配:将清洗后的钎料箔片置于W-Cu合金待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，控制钎缝间隙在20?50μπι之间，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头并施加适量的压力，产生0.08?0.12MPa的恒定垂直压力；3)钎焊连接:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5X10—3Pa的钎焊设备中，首先以10?20°C/min的速率升温至300?350°C，进行第一次保温15?20min，再以8?12°C/min的速率升温，进行第二次保温10?15min，再以4?6°C/min的速率继续升温至钎焊温度，保温时间为20?45min，再以4?6°C/min的速率冷却，冷却保温时间为5?lOmin，最后通入氩气，以50?60°C/min的速率冷却至200?250°C，随炉冷却至室温，完成钎焊，开炉取出被焊连接件即可。作为优选，所述的钎料为:铜基钎料(Cu78.8%、Mn7.8%、Co4.7%、Ni2.4%、2『3.5%、112.8%)，钎焊温度为1010?1060°(3;银基钎料(八870.5%、(:1123%、113.8%、Ni2.5%、B0.2% )，钎焊温度为830?890°C，钎料厚度均为100?150μπι。作为优选，酸洗采用5%HF、20%HN03和75%出0溶液清洗W-Cu合金表面3?5min。作为优选，所述的步骤(1)中，依次利用128、114、17、13.5号金相砂纸对待焊1-(:11合金表面进行打磨光滑，利用W5和W3.5号金相砂纸对钎料箔片表面进行打磨。作为优选，所述的步骤(2)所述的钎缝间隙采用固定厚度的钢模控制，厚度尺寸为20 ?50μπι。作为优选，所述的步骤(3)中，利用Cu基钎料钎焊时，第二次保温温度为800?850°C，冷却保温温度为900?950°C ；利用Ag基钎料钎焊时，第二次保温温度为600?650°C，冷却保温温度为700?750°C。钎焊采用固液相连的方法，将W-Cu合金连接成复合件，保证其拥有较高的强度，同时可以满足W-Cu合金在各种复杂环境的应用，极大的展现其优异的性能特点。有益效果:本专利技术操作简单、方便快捷，真空钎焊前无须对待焊W-Cu合金进行表面改性处理，实现W-Cu合金的直接焊接，无需保护措施，通过控制间隙、施加适量的压力以及通氩气保护快速急冷实现W-Cu合金的高强度连接，塑形性能优异，接头组织细密以及残余应力较小，连接工艺可重复再现，便于广泛推广应用。【附图说明】图1为【具体实施方式】I?4的钎焊结构件的结构示意图。图2为【具体实施方式】I?4的高强度连接工艺曲线示意图。图3为具体实施2得到的W-Cu合金的钎焊接头的扫描电镜照片。图4为具体实施2得到的W-Cu合金的钎焊接头的弯曲断口微观形貌照片。图5为具体实施3得到的W-Cu合金的钎焊接头的扫描电镜照片。图6为具体实施3得到的W-Cu合金的钎焊接头的弯曲断口微观形貌照片。【具体实施方式】实施例1W-Cu合金(W55Cu45，wt%)采用对接真空钎焊，两块W-Cu合金试样尺寸均为20mm X20_X 5mm，待奸焊面为20_X 5mm截面。钎料的成分及质量百分比为:0178.8%、]?117.8%、(:04.7%、祖2.4%、2^.5%、Ti2.8%，钎料厚度为150μπι。钎焊工艺步骤为:(I)准备:对待钎焊的W-Cu合金和钎料进行清理，采用5 % HF、20 % HNO3和75 % H2O溶液进行酸洗，清洗W-Cu合金表面5min，采用W28、W14、W7、W3.5号金相砂纸对待焊W-Cu合金表面进行打磨光滑和W5、W3.5号金相砂纸对钎料箔片表面进行打磨，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，将W-Cu复合材料和钎料箔片置于丙酮中，采用超声波清洗15min，并进行干燥处理；(2)装配:将清洗后的钎料箔片置于W-Cu合金待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，利用尺寸为I X5mm的钢模控制钎缝间隙为40μπι，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头并施加适量的压力，产生0.1OMPa的恒定垂直压力；(3)钎焊连接:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5X10—3Pa的钎焊设备中，首先以15°C/min的速率升温至300°C，保温20min，再以10°C/min的速率继续升温至800°C，保温时间1min，再以10°C/min的速率继续升温至钎焊温度1045°C，保温时间30min，再以5°C/min的速率冷却至900°C，保温时间lOmin，最后通入氩气，以50°C/min的速率冷却至250°c，随炉冷却至室温，完成钎焊，开炉取出被焊连接件即可。结果:如图1?2，钎焊获得的W-Cu合金接头成形良好，金相以及扫描电镜观察发现钎焊区形成致密的界面结合，无气孔、裂纹等缺陷，合金成分分布均匀，接头强度高，室温四点弯曲强度为912MPa。实施例2:W-Cu合金(W55Cu45，wt%)采用对接真空钎焊，两块W-Cu合金试样尺寸均为20mm X20_X 5mm，待奸焊面为20_X 5mm截面。钎料的成分及质量百分比为:Ag70.5%、Cu23%、Ti3.8%、Ni2.5%、B0.2%，钎料厚度为ΙΟΟμπι。钎焊工艺步骤为:(I)准备:对待钎焊的W-Cu合金和钎料进行清理，采用5% HF、20% HNO3和75 % H2O溶液进行酸洗，清洗W-Cu合金表面5min，采用W28、W14、W7、W3.5号金相砂纸对待焊W-Cu合金表面进行打磨光滑和W5、W3.5号金相砂纸对钎料箔片表面进行打磨，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，将W-Cu复合材料和钎料箔片置于丙酮中，采用超声波清洗lOmin，并进行干燥处理；(2)装配:将清洗后的钎料箔片置于W-Cu合金待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，利用尺寸为I X5mm的钢模控制钎缝间隙为30μπι，确保连接的精度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种W‑Cu合金高强度连接工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）准备阶段：对待钎焊的W‑Cu合金和钎料进行清理打磨，并进行干燥处理；（2）装配阶段：将清洗后的钎料箔片置于W‑Cu合金待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，控制钎缝间隙在20～50μm之间，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头并施加适量的压力，产生0.08～0.12MPa的恒定垂直压力；（3）钎焊连接阶段：将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5×10‑3Pa的钎焊设备中，首先以10～20℃/min的速率升温至300～350℃，进行第一次保温15～20min，再以8～12℃/min的速率升温，进行第二次保温10～15min，再以4～6℃/min的速率继续升温至钎焊温度，保温时间为20～45min，再以4～6℃/min的速率冷却，冷却保温时间为5～10min，最后通入氩气，以50～60℃/min的速率冷却至200～250℃，随炉冷却至室温，完成钎焊，开炉取出被焊连接件即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏春智，杨骏，许祥平，邹家生，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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