钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法技术

本发明专利技术涉及多孔结构强化技术领域，具体涉及钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法，该方法包括：获取多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带，将面板和多孔结构放入丙酮溶液中清洗；多孔结构的材质为镍基高温合金，面板的材质为钛铝合金；采用磁控溅射将贵金属镀在面板的待连接面，形成贵金属层；依次按照面板、贵金属层、镍基非晶薄带、多孔结构层、镍基非晶薄带、贵金属层和面板的顺序层叠装配为夹层结构，得到装配件；将装配件放置于真空扩散炉中，加热保温后，得到制品，其所添加的贵金属未与接头中其它元素反应形成脆性相，而是完全固溶于钎缝中的镍基体，呈弥散分布，形成固溶强化效果，有效提升接头强度。有效提升接头强度。有效提升接头强度。

【技术实现步骤摘要】
钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法


[0001]本专利技术涉及多孔夹层结构强化
，具体涉及一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法。

技术介绍

[0002]热防护系统是运载器的关键技术，热防护系统要求隔热效果好，金属热防护结构以其特有的优势成为了可重复使用运载器的热防护系统首选，其典型代表为美国X
‑
33上所设计的金属热防护系统。
[0003]传统的金属热防护结构是由两块高温合金面板及其中间的高温合金芯体组成，高温合金芯体大多采用多孔结构，目前高温合金多孔夹层结构的制备主要采用真空钎焊技术。由于同质多孔夹层结构无法更好的实现减重与性能双优的结果，异质多孔夹层结构有望部分取代同质多孔夹层结构应用于超高速飞行器的热防护系统。
[0004]专利技术人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：
[0005]在异质多孔夹层结构的钎焊连接过程中，接头中形成大量金属间化合物，并且钎料在两种母材上的润湿性不同，易形成溶蚀等缺陷，接头成为结构的薄弱区，成为异质多孔夹层结构在高温环境下服役的隐患。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法，所采用的技术方案具体如下：
[0007]第一方面，本专利技术一个实施例提供了一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0008]获取多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带，将所述面板和多孔结构放入丙酮溶液中清洗；其中所述多孔结构的材质为镍基高温合金，所述面板的材质为钛铝合金；
[0009]采用磁控溅射将所述贵金属镀在面板的待连接面，形成贵金属层；
[0010]依次按照面板、贵金属层、镍基非晶薄带、多孔结构层、镍基非晶薄带、贵金属层和面板的顺序层叠装配为夹层结构，得到装配件；
[0011]将所述装配件放置于真空扩散炉中，加热温度至1020～1080℃，保温1～30min后，得到钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品。
[0012]进一步，所述贵金属为金、铂或者钯中的任意一种。
[0013]进一步，所述贵金属层的质量占钎料总质量的0.5wt.％～5wt.％。
[0014]进一步，所述镍基非晶薄带的厚度为50μm～200μm。
[0015]进一步，所述镍基非晶薄带的化学成分包括Cr：6％
‑
8％、Si：4％
‑
5％、B：
[0016]2.75％
‑
3.5％、Fe：2.5％
‑
3.5％、Ni：余量。
[0017]进一步，所述多孔结构为蜂窝多孔结构、泡沫多孔结构、矩形多孔结构、三角形多孔结构、菱形多孔结构中的任意一种。
[0018]进一步，在真空扩散炉中，真空度小于3.0
×
10
‑3Pa后，以20℃/min的升温速度升至1020～1080℃，保温1～30min，5℃/min的降温速度降至600℃，随炉冷却至室温，得到制品。
[0019]另一方面，本专利技术另一个实施例还提供了一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品，采用上述任意一项所述的方法制备。
[0020]本专利技术具有如下有益效果：
[0021]根据上述制备方法所添加的贵金属未与接头中其它元素反应形成脆性相，而是完全固溶于钎缝中的镍基体，呈弥散分布，形成固溶强化效果，有效提升接头强度。同时，由于采用多孔结构层的平面抗拉强度有效提升了70％以上，断裂位置从芯体与面板的界面转移至芯体中部，有效的提高钎焊接头的力学性能，有效的解决了现有技术中镍基钎料钎焊镍基高温合金芯体与钛铝合金面板时钎缝界面处大量化合物析出富集严重和易形成溶蚀导致性能下降的问题。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0023]图1为本专利技术一个实施例所提供的制品的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术一个实施例所提供的一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构的制备方法流程图。
具体实施方式
[0025]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0027]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品及制备方法的具体方案。
[0028]请参阅图1，本专利技术一个实施例提供了一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品，包括多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带。
[0029]其中，多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带依次按照面板10、贵金属层20、镍基非晶薄带30、多孔结构层40、镍基非晶薄带30、贵金属层20和面板10的顺序层叠设置。
[0030]其中，多孔结构层40可以为蜂窝结构层、泡沫多孔结构、矩形多孔结构、三角形多孔结构和菱形多孔结构中的任意一种，材质为镍基高温合金。
[0031]其中，面板10的材质为钛铝合金。
[0032]其中，贵金属的材质可以为金、铂或者钯。
[0033]请参阅图2，本专利技术一个实施例还提供的一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0034]步骤S001，获取多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带，将所述面板和多孔结构放入丙酮溶液中清洗；其中所述多孔结构的材质为镍基高温合金。
[0035]其中，多孔结构可以为蜂窝结构、泡沫多孔结构、矩形多孔结构、三角形多孔结构和菱形多孔结构中的任意一种，材质为镍基高温合金。
[0036]其中，贵金属作为靶材，可以为金、铂或者钯中的任意一种；贵金属层的质量占钎料总质量的0.5wt.％～5wt.％。
[0037]其中，镍基非晶薄带的厚度为50μm～200μm。镍基非晶薄带也称为BNi
‑
2非晶薄带，按照质量百分比计，其化学成分包括Cr：6％
‑
8％、Si：4％
‑
5％、B：
[0038]2.75％
‑
3.5％、Fe：2.5％
‑
3.5％、Ni：余量。
[0039]其中，面板的材质为钛铝合金。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：获取多孔结构、面板、贵金属和镍基非晶薄带，将所述面板和多孔结构放入丙酮溶液中清洗；其中所述多孔结构的材质为镍基高温合金，所述面板的材质为钛铝合金；采用磁控溅射将所述贵金属镀在面板的待连接面，形成贵金属层；依次按照面板、贵金属层、镍基非晶薄带、多孔结构层、镍基非晶薄带、贵金属层和面板的顺序层叠装配为夹层结构，得到装配件；将所述装配件放置于真空扩散炉中，加热温度至1020～1080℃，保温1～30min后，得到钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制品。2.根据权利要求1所述的钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制备方法，其特征在于，所述贵金属为金、铂或者钯中的任意一种。3.根据权利要求1所述的钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制备方法，其特征在于，所述贵金属层的质量占钎料总质量的0.5wt.％～5wt.％。4.根据权利要求1所述的钛铝/镍基高温合金异质多孔夹层结构制备方法，其特征在于，所述镍基非晶薄带的厚度为50μm～200μm。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓国，罗云，胡胜鹏，刘亚洲，付伟，杨敏旋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：