一种熔浸法烧结焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种熔浸法烧结焊接方法，涉及材料焊接技术领域，所述熔浸法烧结焊接方法包括将低熔点钎料和高熔点钎料分别球磨后，分别与粘接剂混合，得到低熔点膏状钎料和高熔点膏状钎料；将低熔点膏状钎料涂覆在第一母材的待焊面，将高熔点膏状钎料涂覆在第二母材的待焊面；按照第一母材、低熔点膏状钎料、高熔点膏状钎料、第二母材的顺序依次将第一母材和第二母材置于模具中，并于真空炉中加热至钎焊温度使低熔点膏状钎料熔化，并发生熔浸后降温至室温，完成焊接，且发生熔浸后，高熔点膏状钎料的体积大于熔化后的低熔点膏状钎料的体积。与现有技术比较，本发明专利技术能够实现低温焊接高温使用，并获得具有一定室温、高温剪切强度的钎焊接头。接头。接头。

【技术实现步骤摘要】
一种熔浸法烧结焊接方法


[0001]本专利技术涉及材料焊接
，具体而言，涉及一种熔浸法烧结焊接方法。

技术介绍

[0002]航空航天、核空间等领域的发展对于耐高温的新型材料提出了需求，而耐高温的新型材料的发展，常常伴随着耐高温接头的需求。钎焊是将低于焊件熔点的钎料加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法，是一种最为常见的焊接方法。但是，低温钎料无法满足接头的耐高温需求，而高温钎料则常常伴随着较高的焊接温度，这可能会对母材产生影响，尤其是对于结构件焊接中最为常见的陶瓷与金属的异种连接，由于材料的物理性能不匹配，会导致接头处产生较大的热应力。因此，如何实现低温焊接，高温使用是目前焊接研究的一个热点。
[0003]为了实现低温焊接高温使用，现有技术中有的使用复合钎料，即通过向钎料中原位或直接添加颗粒相、纤维相等材料，来提高钎料的耐温性。例如，为了连接Cf/SiC复合陶瓷与TC4，使用TiZrCuNi+W复合钎料，W颗粒的引入一方面缓解残余应力，一方面提高接头的耐温性。但是随着添加相的增多，液态金属的粘度会随之增加，焊缝内部会出现大量孔洞，从而降低接头的剪切强度。还有的使用多孔中间层作为骨架，以提高接头的使用温度，例如，为了连接ZrB2
‑
SiC复合陶瓷与TC4，使用SiC多孔材料作为骨架结构，提高了AgCuTi钎料的使用温度。但是，目前多孔材料作为骨架结构对于多孔材料的种类、孔隙率大小、表面状态有要求，因而限制了其应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是提供一种低温焊接，高温使用的熔浸法烧结焊接方法。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种熔浸法烧结焊接方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1,将低熔点钎料球磨后，得到混合均匀的低熔点钎料粉末，将所述低熔点钎料粉末与粘接剂混合，得到低熔点膏状钎料；
[0007]步骤S2，将高熔点钎料球磨后，得到混合均匀的高熔点钎料颗粒，将所述高熔点钎料颗粒与所述粘接剂混合，得到高熔点膏状钎料；
[0008]步骤S3，将所述低熔点膏状钎料涂覆在第一母材的待焊面，将所述高熔点膏状钎料涂覆在第二母材的待焊面；
[0009]步骤S4，按照所述第一母材、所述低熔点膏状钎料、所述高熔点膏状钎料、所述第二母材的顺序依次将所述第一母材和所述第二母材置于模具中，并于真空炉中加热至钎焊温度使所述低熔点膏状钎料熔化，并发生熔浸后降温至室温，完成焊接，且所述发生熔浸后，所述高熔点膏状钎料的体积大于熔化后的所述低熔点膏状钎料的体积。
[0010]较佳地，步骤S1和/或步骤S2中，所述粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物，且所述松油醇与所述无水乙醇的体积比为5:(1
‑
5)。
[0011]较佳地，步骤S1和步骤S2中，所述球磨包括：将低熔点钎料或高熔点钎料置于球磨
罐中，并向所述球磨罐中加入无水乙醇，在氮气的保护下，加入磨球进行球磨。
[0012]较佳地，在步骤S3之前还包括：分别将所述第一母材和所述第二母材进行除杂操作。
[0013]较佳地，所述除杂操作包括：依次使用粒度逐渐增大的多个水砂纸对所述第一母材和/或所述第二母材进行机械打磨，得到所述待焊面表面光滑的第一母材和/或所述第二母材，用洗液清洗后，将所述第一母材和/或所述第二母材在40
‑
60℃温度下干燥20
‑
40min，获得干净的所述待焊面。
[0014]较佳地，所述洗液包括蒸馏水和丙酮。
[0015]较佳地，步骤S4中所述加热包括：以5
‑
15℃/min的速度加热至380
‑
420℃保温5
‑
15min，然后以5
‑
15℃/min的速度继续加热至所述低熔点膏状钎料所需的钎焊温度并保温10
‑
45min。
[0016]较佳地，步骤S4中所述降温至室温包括：以6
‑
8℃/min的速度降至 380
‑
420℃后关闭加热，并炉冷至室温。
[0017]较佳地，步骤S2中包括：将不同粒径的所述高熔点钎料球磨后，得到混合均匀的高熔点钎料颗粒，将所述高熔点钎料颗粒与所述粘接剂混合，得到高熔点膏状钎料，且所述不同粒径的高熔点钎料的粒径范围包括100
‑
500nm、 1μm
‑
10μm和15μm
‑
25μm。
[0018]较佳地，步骤S4所述发生熔浸后，熔化后的所述低熔点膏状钎料的体积范围包括65
‑
85vol.％，所述高熔点膏状钎料的体积范围包括15
‑
35vol.％。
[0019]本专利技术提供的熔浸法烧结焊接方法相较于现有技术的优势在于：
[0020]本专利技术通过分层装配的方式，即按照所述第一母材、所述低熔点膏状钎料、所述高熔点膏状钎料、所述第二母材的顺序依次将经涂覆的所述第一母材和所述第二母材置于模具中，当达到低熔点膏状钎料的钎焊温度使得低熔点膏状钎料熔化后，逐渐浸入到未熔化的高熔点膏状钎料中，避免了直接/原位添加颗粒增强相出现的液态材料粘度增加的问题，且扩大了增强相的添加上限，使得所述高熔点膏状钎料的体积大于熔化后的所述低熔点膏状钎料的体积，实现由低温相为主体的焊缝层转变为高温相为主体的焊缝层，得到耐高温、组织致密的钎焊接头。另外，本专利技术中使用的高熔点钎料在焊接过程中基本处于未熔化的状态，可以有效的阻碍母材之间的合金元素互扩散，从而抑制母材之间的过度反应，且本专利技术装配简单，无需复杂的工序与设备，操作便利，经济，快速的优势，使用范围广，可以根据母材以及需求选择合适的低熔点钎料以及低熔点钎料，实现异种材料的焊接。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中的熔浸法烧结焊接方法流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例中将所述低熔点膏状钎料涂覆在第一母材的待焊面或将所述高熔点膏状钎料涂覆在第二母材的待焊面的涂覆过程示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中第一母材、低熔点膏状钎料、高熔点膏状钎料、第二母材置于模具中的状态示意图；
[0024]图4为图3中A处的局部放大示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例1中所获得的SiCf/SiC与GH536钎焊接头的SEM图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
套筒、2
‑
基座、3
‑
定位螺丝、4
‑
第一母材或第二母材、5
‑
塞尺、6
‑
刮刀、7
‑
低熔点膏状钎料或高熔点膏状钎料。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0029]需要说明的是，在本申请实施例的描述中，术语“一些实施例”的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔浸法烧结焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1,将低熔点钎料球磨后，得到混合均匀的低熔点钎料粉末，将所述低熔点钎料粉末与粘接剂混合，得到低熔点膏状钎料；步骤S2，将高熔点钎料球磨后，得到混合均匀的高熔点钎料颗粒，将所述高熔点钎料颗粒与所述粘接剂混合，得到高熔点膏状钎料；步骤S3，将所述低熔点膏状钎料涂覆在第一母材的待焊面，将所述高熔点膏状钎料涂覆在第二母材的待焊面；步骤S4，按照所述第一母材、所述低熔点膏状钎料、所述高熔点膏状钎料、所述第二母材的顺序依次将经涂覆的所述第一母材和所述第二母材置于模具中，并于真空炉中加热至钎焊温度使所述低熔点膏状钎料熔化，并发生熔浸后降温至室温，完成焊接，且所述发生熔浸后，所述高熔点膏状钎料的体积大于熔化后的所述低熔点膏状钎料的体积。2.根据权利要求1所述的熔浸法烧结焊接方法，其特征在于，步骤S1和/或步骤S2中，所述粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物，且所述松油醇与所述无水乙醇的体积比为5:(1
‑
5)。3.根据权利要求1所述的熔浸法烧结焊接方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2中，所述球磨包括：将低熔点钎料或高熔点钎料置于球磨罐中，并向所述球磨罐中加入无水乙醇，在氮气的保护下，加入磨球进行球磨。4.根据权利要求1所述的熔浸法烧结焊接方法，其特征在于，在步骤S3之前还包括如下步骤：分别将所述第一母材和所述第二母材进行除杂操作。5.根据权利要求4所述的熔浸法烧结焊接方法，其特征在于，所述除杂操作包括：依次使用粒度逐渐增大的多个水砂纸对所述第一母材和/或所述第二母材进行机械打磨，得到所述待焊面表面光滑的所述第一母材和/或所述第二母材，用洗液清洗后，将所述第一母材和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：林铁松，杨佳，何鹏，林盼盼，
申请(专利权)人：哈尔滨邦定科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：