有机活性胶状物及胶焊非金属与金属材料的方法技术

有机活性胶状物及胶焊非金属与金属材料的方法，它涉及一种有机胶状物和一种胶焊方法。本发明专利技术解决了现有非金属材料与金属材料连接用钎料可选范围有限、焊后接头性能不稳定、力学性能受母材性能制约的问题。本发明专利技术有机活性胶状物由活性粉末与胶体材料组成。胶焊方法如下：将有机活性胶状物涂覆于非金属材料预连接面及预连接面向外延伸０ｍｍ～１０ｍｍ的区域，然后再将钎料与金属材料置于有机活性胶状物上，将预连接件组装后置于真空炉中施焊，即完成焊接。本发明专利技术方法焊接用钎料不受难焊材料的焊接性限制，并且焊接后接头的力学性能受母材性能制约影响明显减少。采用本发明专利技术方法得到的焊接接头的抗剪强度可达３５ＭＰａ～２００ＭＰａ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机胶状物和一种胶焊方法。技术背景金属材料与非金属材料间的连接应用在工程实践中发挥着越来越重要的 作用。异种材料的连接方法目前有机械咬合连接、胶粘低温连接及冶金焊接三 大发展方向。其中，以冶金焊接的发展前景及应用领域最为广阔。然而，对于 非金属材料，存在着非金属材料与金属材料连接用钎料可选范围有限、焊后接 头性能不稳定、力学性能(以纤维编织复合材料为例，纤维编织复合材料的力 学性能均比较低，对其进行连接后，往往连接件断裂处为性能薄弱的纤维编织 复合材料上，现有方法焊接金属与石英纤维复合材料后，石英纤维复合材料沿接头方向的抗剪强度只有8MPa 12Mpa，石英纤维复合材料的自身抗剪强度 为8MPa 12MPa)受母材性能制约等不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有非金属材料与金属材料连接用钎料可选范 围有限、焊后接头性能不稳定、力学性能受母材性能制约的问题，提供了一种 胶焊非金属材料与金属材料的方法。本专利技术的有机活性胶状物由活性粉末与胶体材料按照0.5~2:1的体积比组成。上述的活性粉末为粒度300(xm的Ti、粒度^100nm的Zr、粒度^100)im 的Hf、粒度SlOOpm的TiH2或粒度^10(^im的ZrH2;上述的胶体材料为不含氨 基的有机胶粘剂；所述的不含氨基的有机胶粘剂为不含氨基的环氧树脂类胶粘 剂、不含氨基的酚醛树脂类胶粘剂、不含氨基的烯烃类胶粘剂或不含氨基的厌 氧胶粘剂；所述的不含氨基的有机胶粘剂为不含氨基的呋喃树脂胶粘剂、不含 氨基的橡胶胶粘剂、不含氨基的环氧树脂胶粘剂、不含氨基的聚乙烯醇胶粘剂 或不含氨基的酚醛树脂胶粘剂；上述的不含氨基的有机胶粘剂为双酚A型环 氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、间苯二酚甲醛环氧树脂、四酚基乙 烷环氧树脂、四氢邻苯二甲酸二縮水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二縮水甘油酯、TDE-85环氧树脂、脂环族环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、市售1788型聚乙烯醇胶粘剂、市售1799型聚乙烯醇胶粘剂或市售2099型聚 乙烯醇胶粘剂。本专利技术胶焊非金属与金属材料的方法如下 一、将非金属材料的表面和金 属材料的预连接面进行粗化、除油清洗、干燥；二、将权利要求1所述的有机 活性胶状物涂覆于非金属材料预连接面及预连接面向外延伸0mm 10mm的区 域，然后再依次将钎料与金属材料置于有机活性胶状物上，得到预连接结构； 三、将步骤二得到的预连接结构置于真空炉中施焊，即完成焊接。本专利技术方法在真空炉中的加热温度及保温时间按照所选钎料或有机活性 胶状物中活性粉末的冶金反应温度而确定。本专利技术方法对非金属材料表面进行预处理后，涂覆有机胶状物，形成了活 性粉末对难焊非金属材料粘附、包裹的状态，在真空加热过程中，活性粉末中 金属元素与非金属材料、胶体材料分解后的碳元素以及非金属材料发生扩散、 反应，活性金属元素的"桥梁"作用促使金属材料对非金属材料待焊表面进行了 较充分润湿、反应，形成了力学性能良好的焊接接头，所以采用本专利技术方法非 金属材料与金属材料连接用钎料不受非金属材料难焊性的限制，并且焊接后接 头的力学性能受母材性能制约减小，能实现超越母材自身强度的高性能连接接 头。采用本专利技术方法得到的焊接接头的抗剪强度可达35MPa 200MPa。本发 明所述方法工艺简单。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方 式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式中有机活性胶状物由活性粉末与胶体材料按 照0.5 2:1的体积比组成。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的活性粉末 为粒度S100iim的Ti、粒度^100^im的Zr、粒度^10(Vm的Hf、粒度^10(^m的TiH2或粒度^100^im的ZrH2。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的胶体材料 为不含氨基的有机胶粘剂。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式三不同的是所述的不含氨基 的有机胶粘剂为不含氨基的环氧树脂类胶粘剂、不含氨基的酚醛树脂类胶粘 剂、不含氨基的烯烃类胶粘剂、不含氨基的厌氧胶粘剂、不含氨基的呋喃树脂 胶粘剂、不含氨基的橡胶胶粘剂、不含氨基的环氧树脂胶粘剂、不含氨基的聚 乙烯醇胶粘剂或不含氨基的酚醛树脂胶粘剂。其它与具体实施方式三相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式三不同的是所述的不含氨基 的有机胶粘剂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧 树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、间苯 二酚甲醛环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、四氢邻苯二甲酸二縮水甘油酯、邻 苯二甲酸二縮水甘油酯、间苯二甲酸二縮水甘油酯、TDE-85环氧树脂、脂环 族环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、市售1788型聚乙烯醇胶粘剂、市售1799型聚乙烯 醇胶粘剂或市售2099型聚乙烯醇胶粘剂。其它与具体实施方式三相同。具体实施方式六本实施方式中用有机活性胶状物胶焊非金属材料与金属 材料的方法如下 一、将非金属材料的表面和金属材料的预连接面进行粗化、 除油清洗、干燥；二、将具体实施方式一所述的有机活性胶状物涂覆于非金属 材料预连接面及预连接面向外延伸Omm 10mm的区域，然后再依次将钎料与 金属材料置于有机活性胶状物上，得到预连接结构；三、将步骤二得到的预连 接结构置于真空炉中施焊，即完成焊接。本实施方式中在真空炉中的加热温度及保温时间按照所选钎料及有机活 性胶状物中活性粉末的冶金反应温度而确定。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的活性粉末为粒度200^im的Ti、粒度200jim的Zr、粒度^100^im的Hf、粒度 S100^im的TiH2或粒度S100^im的ZrH2。其它与具体实施方式六相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的 胶体材料为不含氨基的有机胶粘剂。其它与具体实施方式六相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的 胶体材料为不含氨基的环氧树脂类胶粘剂、不含氨基的酚醛树脂类胶粘剂、不 含氨基的烯烃类胶粘剂、不含氨基的厌氧胶粘剂、不含氨基的呋喃树脂胶粘剂、 不含氨基的橡胶胶粘剂、不含氨基的环氧树脂胶粘剂、不含氨基的聚乙烯醇胶 粘剂或不含氨基的酚醛树脂胶粘剂。其它与具体实施方式六相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式九不同的是所述的不含氨基 的有机胶粘剂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧 树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、间苯 二酚甲酸环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、四氢邻苯二甲酸二縮水甘油酯、邻苯二甲酸二縮水甘油酯、间苯二甲酸二縮水甘油酯、TDE-85环氧树脂、脂环 族环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、市售1788型聚乙烯醇胶粘剂、市售1799型聚乙烯 醇胶粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机活性胶状物，其特征在于有机活性胶状物由活性粉末与胶体材料按照０．５～２∶１的体积比组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯吉才，赵磊，张丽霞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]