The invention relates to a method for auxiliary brazing of porous negative expansion ceramic intermediate layer, which relates to a method for auxiliary brazing of intermediate layer. The invention aims to solve the problems of excessive residual stress caused by difference of thermal expansion coefficient, insufficient reinforcement, easy reaction and consumption of active elements in brazing joint of existing ceramic materials and titanium alloys. METHODS: First, the porous negative expansion ceramic interlayer was prepared by polyurethane template method, then the porous negative expansion ceramic interlayer was immersed in phenolic acetone solution, the phenolic/porous ceramic interlayer was immersed in butyl titanate, and then placed in steam. Finally, the titanium dioxide/phenolic/porous ceramic interlayer was annealed in an argon furnace to obtain TiC/C/porous negative expansion ceramic interlayer. The filler powder was coated on the interlayer of TiC/C/porous negative expansion ceramics, then placed between the pretreated metal and the pretreated ceramics, and finally brazed.
【技术实现步骤摘要】
一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法
本专利技术涉及一种中间层辅助钎焊的方法。
技术介绍
陶瓷材料因其较低的密度,极高的强度与硬度,出众的热稳定性与耐热冲击性能,广泛应用于航空航天、汽车、化工、电子领域,常作为耐热、耐腐蚀、功能部件与轻量化制造。因其自身脆性较大,常需与金属连接避免机械加工,满足实际需求。由于陶瓷与金属物理化学性质差异较大,多数连接方法常因无法熔化母材、形成大量脆性化合物或导致复杂结构变形而无法应用。钎料因其操作简单、成本低廉、依靠液态钎料进行连接无需熔化母材,可充分填充复杂结构界面而广泛引用于异种材料连接。针对陶瓷-金属复合接头,常采用含活性元素的钎料对二者进行有效的润湿与冶金结合。然而,活性钎焊方法仍面临一些问题:一、陶瓷与金属的热膨胀系数差异较大,常在焊后形成较大的残余应力。二、活性元素的引入会导致焊缝中形成大量的连续脆性化合物,影响接头塑性与承载能力。为缓解残余应力通常将低膨胀系数的增强体与钎料混合制备复合钎料降低焊缝热膨胀系数,形成从陶瓷到金属方向上热膨胀系数梯度过渡,缓解接头残余应力。但由于传统增强体多与活性元素反应,导致焊缝中活性元素大量降低,将导致钎料与陶瓷基体、增强体的润湿减弱,形成裂纹、未焊合等缺陷,所以增强体的添加量较低,由于其热膨胀系数仍为正值,则对焊缝残余应力的缓解程度有限。并且其与活性元素形成的化合物反而会加剧焊缝的脆性倾向。为提高增强体添加量来对焊缝热膨胀系数进行缓解,多孔陶瓷或三维结构陶瓷中间层常被引用进行辅助钎焊,多孔陶瓷相对同等质量的陶瓷颗粒具有较小的比表面积,但其数值仍较大,当钎料活性元素含量较低,钎 ...
【技术保护点】
1.一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法是按以下步骤进行的:一、利用聚氨酯模板法制备多孔负膨胀陶瓷中间层,然后将多孔负膨胀陶瓷中间层浸渍于浓度为0.1mol/L~2mol/L的酚醛丙酮溶液中,浸渍0.5h~4h后烘干,得到酚醛/多孔陶瓷中间层,将酚醛/多孔陶瓷中间层浸渍于钛酸丁酯中0.5min~10min,然后取出并沥干多余溶液,再置于水蒸气中2min~30min,烘干,得到TiO2/酚醛/多孔陶瓷中间层,最后将TiO2/酚醛/多孔陶瓷中间层置于氩气炉中退火,退火温度为1000℃~1500℃,退火时间为1h~8h,然后随炉冷却至室温,得到TiC/C/多孔负膨胀陶瓷中间层;所述的多孔负膨胀陶瓷中间层的孔隙密度为20PPI~50PPI,厚度为50μm~200μm;二、对待焊金属及待焊陶瓷表面进行机械磨平,化学清理去除待焊表面油污与污染杂质,得到预处理后的金属及预处理后的陶瓷,将钎料粉末涂布于TiC/C/多孔负膨胀陶瓷中间层上,然后置于预处理后的金属与预处理后的陶瓷之间,得到陶瓷/钎料粉末‑多孔中间层/金属板材,将陶瓷/钎料粉末‑多孔中间层 ...
【技术特征摘要】
1.一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法是按以下步骤进行的:一、利用聚氨酯模板法制备多孔负膨胀陶瓷中间层,然后将多孔负膨胀陶瓷中间层浸渍于浓度为0.1mol/L~2mol/L的酚醛丙酮溶液中,浸渍0.5h~4h后烘干,得到酚醛/多孔陶瓷中间层,将酚醛/多孔陶瓷中间层浸渍于钛酸丁酯中0.5min~10min,然后取出并沥干多余溶液,再置于水蒸气中2min~30min,烘干,得到TiO2/酚醛/多孔陶瓷中间层,最后将TiO2/酚醛/多孔陶瓷中间层置于氩气炉中退火,退火温度为1000℃~1500℃,退火时间为1h~8h,然后随炉冷却至室温,得到TiC/C/多孔负膨胀陶瓷中间层;所述的多孔负膨胀陶瓷中间层的孔隙密度为20PPI~50PPI,厚度为50μm~200μm;二、对待焊金属及待焊陶瓷表面进行机械磨平,化学清理去除待焊表面油污与污染杂质,得到预处理后的金属及预处理后的陶瓷,将钎料粉末涂布于TiC/C/多孔负膨胀陶瓷中间层上,然后置于预处理后的金属与预处理后的陶瓷之间,得到陶瓷/钎料粉末-多孔中间层/金属板材,将陶瓷/钎料粉末-多孔中间层/金属板材置于真空炉中进行钎焊,钎焊温度为700℃~1300℃,保温时间为5min~40min,最后冷却至室温,即完成了多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法。2.根据权利要求1所述的一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于步骤一中所述的多孔负膨胀陶瓷中间层为多孔负膨胀Zr2P2WO12陶瓷中间层或多孔负膨胀LiAlSiO4陶瓷中间层。3.根据权利要求1所述的一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于步骤二中所述的待焊金属为TC4合金板材、Ti600板材、Ti2AlNb合金板材、TiAl板材或Nb板材。4.根据权利要求1所述的一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于步骤二中所述的待焊陶瓷为Si3N4陶瓷、SiC陶瓷、SiO2陶瓷、SiO2-BN复合陶瓷或Al2O3陶瓷。5.根据权利要求1所述的一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于步骤二中所述的钎料粉末为AgCuTi钎料、TiCu钎料、TiNi钎料或TiZrNiCu钎料。6.根据权利要求1所述的一种多孔负膨胀陶瓷中间层辅助钎焊的方法,其特征在于步骤一中所述的利用聚氨酯模板法制备多孔负膨胀陶瓷中间层,具体是按以下步骤进行的:将负膨胀系数陶瓷颗粒、硝化纤...
【专利技术属性】
技术研发人员:亓钧雷,霸金,李航,林景煌,曹健,冯吉才,
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。