一种微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法技术

一种微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法，本发明专利技术的目的是要解决使用低温玻璃钎料钎焊的过程中，由于钎料与母材化学相容性差或钎焊温度低、熔融玻璃钎料粘度大而导致的铺展润湿不充分，钎焊接头强度较低的问题。钎焊方法：一、将低温封接玻璃粉与粘接剂混合，得到焊膏；二、将待焊母材切割成型；三、对焊件进行超声清洗和打磨；四、对焊件进行微弧氧化及封孔处理；五、焊膏涂覆在微弧氧化后的焊件表面；六、组成待焊件；七、在氩气氛围或负压条件下进行高温焊接。本发明专利技术使用的低温封接玻璃的封接温度低，线膨胀系数小，获得的钎焊接头无裂纹、气孔，残余应力小，强度高，气密性好，同时微弧氧化形成的致密陶瓷膜层对母材有良好的保护作用。

Low temperature glass brazing method assisted by micro arc oxidation

A micro arc oxidation assisted low temperature glass brazing method, the purpose of the invention is to solve the use of low-temperature glass solder wetting process, due to the filler metal and the chemical compatibility is poor or low melting glass solder brazing temperature, the viscosity of the head is not sufficient, low strength welding brazing. Brazing method: first, the low temperature sealing glass powder and adhesive was two, the solder paste; welding cutting molding; three, welding parts of ultrasonic cleaning and polishing; four, welding parts of microarc oxidation and sealing treatment; five, the solder paste is coated on the micro arc oxidation after welding surface; six and the composition of parts to be welded; seven, in argon atmosphere or vacuum under the conditions of high temperature welding. The invention uses the low temperature sealing glass sealing temperature is low, linear expansion coefficient is small, the brazed joint obtained without crack and porosity, residual stress, high strength, good air tightness, dense ceramic coatings formed by micro arc oxidation and has a good protective effect on the parent material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微弧氧化辅助低温玻璃钎焊的方法。
技术介绍
低温封接玻璃是指将玻璃、陶瓷、金属及复合材料等相互间封接起来的中间层玻璃。由于具有较低的熔制温度和封接温度，良好的化学稳定性和耐热性及较高的机械强度，常被用于玻璃、陶瓷、金属及复合材料之间的相互封接，在电真空和微电子技术、激光和红外技术、高能物理、能源、宇航、汽车、化工和工业测试等众多领域有广泛应用。微弧氧化技术是通过电解液与相应电参数的组合，在金属及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点，而且工艺相对简单，不会造成环境污染，是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术。当前，使用低温玻璃进行钎焊的主要问题是在钎焊过程中，由于钎料与母材化学相容性差或钎焊温度较低，熔融玻璃钎料的粘度大而导致熔融玻璃钎料在复合材料的表面铺展润湿不充分，影响钎焊接头的成形，从而使钎焊接头的强度和气密性下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决在使用低温玻璃钎料钎焊的过程中，由于钎料与母材化学相容性差或钎焊温度低、熔融玻璃钎料粘度大而导致的铺展润湿不充分，钎焊接头强度较低的问题，而提出一种兼具提高母材耐腐蚀性能的微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法。本专利技术微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法按以下步骤进行：一、将低温封接玻璃粉与粘接剂混合后置于焊膏搅拌机中，在100～130r/min的转速下搅拌1～2h，得到低温玻璃钎料焊膏；二、利用切割设备将待焊母材切割成型，得到焊件；三、使用水砂纸对步骤二得到的焊件进行机械打磨，然后置于酸洗液中进行酸洗，酸洗后的焊件最后置于丙酮中，在室温条件下超声清洗得到预处理的焊件；四、将预处理的焊件接直流电源阳极，不锈钢板接直流电源阴极，同时浸没在碱性电解液中，在电解液的温度为20～60℃的条件下采用控制电流法进行微弧氧化，电流密度为2～15A/dm2，通电时间为10～90min，然后进行封孔处理，用无水乙醇冲洗后得到微弧氧化及封孔后的焊件；五、采用丝网印刷的方法将低温玻璃钎料焊膏均匀涂覆在微弧氧化及封孔后的焊件表面的预连接位置，得到涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件；六、将两块涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件的预连接处接触并对齐，组成待焊件；七、将步骤六得到的待焊件放置于具有氩气氛围或氩气保护负压条件下的钎焊炉中，施加0.5～1MPa的焊接压力，然后以10～20℃/min的升温速率从室温升温至300℃，并在300℃下保温10～30min，再以5～10℃/min的升温速率从300℃升温至420～480℃，然后保温10～15min，随炉自然冷却至室温，完成微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊过程。本专利技术微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法包含以下优点：一、本专利技术采用微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法，连接温度低(低于500℃)且操作方便，无需钎剂且可实现批量生产，在很大程度上降低了成本和钎焊工艺的复杂程度。二、本专利技术通过微弧氧化在钎焊母材表面形成了一层致密的以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层，具有与低温玻璃钎料相同的离子-共价复合价键结构，能够实现熔融玻璃钎料焊膏在钎焊母材上的有效铺展润湿，提高接头强度和气密性。三、通过微弧氧化在母材的非钎焊位置也可以形成一层致密的陶瓷膜层，对母材起到很好的保护作用，从而在使用环境中避免母材遭受点蚀、剥蚀、磨蚀等腐蚀形式的破坏。四、在保护气体氛围条件下进行钎焊，避免了母材表面的二次氧化，得到的钎焊成品表面颜色均匀、美观。或在负压条件下进行钎焊，有利于钎焊接头中气泡的逸出，从而得到致密、成形良好的钎焊接头。五、本专利技术使用的低温封接玻璃的封接温度低，线膨胀系数小，得到的钎焊接头残余应力小，有利于提高接头的强度和稳定性。六、本专利技术得到的钎焊接头致密、无气孔缺陷且成形良好，气密性好，制得的钎焊焊接件在室温下的剪切强度可提高20％～40％。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法按以下步骤进行：一、将低温封接玻璃粉与粘接剂混合后置于焊膏搅拌机中，在100～130r/min的转速下搅拌1～2h，得到低温玻璃钎料焊膏；二、利用切割设备将待焊母材切割成型，得到焊件；三、使用水砂纸对步骤二得到的焊件进行机械打磨，然后置于酸洗液中进行酸洗，酸洗后的焊件最后置于丙酮中，在室温条件下超声清洗得到预处理的焊件；四、将预处理的焊件接直流电源阳极，不锈钢板接直流电源阴极，同时浸没在碱性电解液中，在电解液的温度为20～60℃的条件下采用控制电流法进行微弧氧化，电流密度为2～15A/dm2，通电时间为10～90min，然后进行封孔处理，用无水乙醇冲洗后得到微弧氧化及封孔后的焊件；五、采用丝网印刷的方法将低温玻璃钎料焊膏均匀涂覆在微弧氧化及封孔后的焊件表面的预连接位置，得到涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件；六、将两块涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件的预连接处接触并对齐，组成待焊件；七、将步骤六得到的待焊件放置于具有氩气氛围或氩气保护负压条件下的钎焊炉中，施加0.5～1MPa的焊接压力，然后以10～20℃/min的升温速率从室温升温至300℃，并在300℃下保温10～30min，再以5～10℃/min的升温速率从300℃升温至420～480℃，然后保温10～15min，随炉自然冷却至室温，完成微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊过程。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是当步骤一所述的低温封接玻璃粉按质量份数由60份PbO、25份ZnO、6份B2O3、0.3份A12O3、0.2份SiO2和0.3份Li2O组成。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。本实施方式低温封接玻璃粉为PbO-ZnO-B2O3体系，封接温度介于420～480℃，热膨胀系数75～90×10-7/℃，封接温度下的粘度为102～105Pa·s具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一所述的低温封接玻璃粉的粒径为25～80μm。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一所述的粘接剂按体积比为10：(1～10)由松油醇和无水乙醇组成。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。本实施方式通过无水乙醇的量来控制焊膏粘度，无水乙醇量越多，焊膏粘度越小。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、将低温封接玻璃粉与粘接剂混合后置于焊膏搅拌机中，在100～130r/min的转速下搅拌1～2h，得到低温玻璃钎料焊膏；二、利用切割设备将待焊母材切割成型，得到焊件；三、使用水砂纸对步骤二得到的焊件进行机械打磨，然后置于酸洗液中进行酸洗，酸洗后的焊件最后置于丙酮中，在室温条件下超声清洗得到预处理的焊件；四、将预处理的焊件接直流电源阳极，不锈钢板接直流电源阴极，同时浸没在碱性电解液中，在电解液的温度为20～60℃的条件下采用控制电流法进行微弧氧化，电流密度为2～15A/dm2，通电时间为10～90min，然后进行封孔处理，用无水乙醇冲洗后得到微弧氧化及封孔后的焊件；五、采用丝网印刷的方法将低温玻璃钎料焊膏均匀涂覆在微弧氧化及封孔后的焊件表面的预连接位置，得到涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件；六、将两块涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件的预连接处接触并对齐，组成待焊件；七、将步骤六得到的待焊件放置于具有氩气氛围或氩气保护负压条件下的钎焊炉中，施加0.5～1MPa的焊接压力，然后以10～20℃/min的升温速率从室温升温至300℃，并在300℃下保温10～30min，再以5～10℃/min的升温速率从300℃升温至420～480℃，然后保温10～15min，随炉自然冷却至室温，完成微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊过程。...

【技术特征摘要】
1.一种微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法，其特征在于是按下列步骤实现：
一、将低温封接玻璃粉与粘接剂混合后置于焊膏搅拌机中，在100～130r/min的转速下
搅拌1～2h，得到低温玻璃钎料焊膏；
二、利用切割设备将待焊母材切割成型，得到焊件；
三、使用水砂纸对步骤二得到的焊件进行机械打磨，然后置于酸洗液中进行酸洗，酸
洗后的焊件最后置于丙酮中，在室温条件下超声清洗得到预处理的焊件；
四、将预处理的焊件接直流电源阳极，不锈钢板接直流电源阴极，同时浸没在碱性电
解液中，在电解液的温度为20～60℃的条件下采用控制电流法进行微弧氧化，电流密度为
2～15A/dm2，通电时间为10～90min，然后进行封孔处理，用无水乙醇冲洗后得到微弧氧化
及封孔后的焊件；
五、采用丝网印刷的方法将低温玻璃钎料焊膏均匀涂覆在微弧氧化及封孔后的焊件表
面的预连接位置，得到涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件；
六、将两块涂覆有低温玻璃钎料焊膏的焊件的预连接处接触并对齐，组成待焊件；
七、将步骤六得到的待焊件放置于具有氩气氛围或氩气保护负压条件下的钎焊炉中，
施加0.5～1MPa的焊接压力，然后以10～20℃/min的升温速率从室温升温至300℃，并在
300℃下保温10～30min，再以5～10℃/min的升温速率从300℃升温至420～480℃，然后保
温10～15min，随炉自然冷却至室温，完成微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊过程。
2.根据权利要求1所述的一种微弧氧化辅助的低温玻璃钎焊方法，其特征在于当步骤
一所述的低温封接玻璃粉按质量份数由60份PbO、25份ZnO、6份B2O3、0.3份A12O3、
0.2份SiO2和0.3份Li2O组成。
3.根据权利要求1所述的一种微弧氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林铁松，何鹏，于凯凯，闫海蓬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23