本发明专利技术公开了一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊按的钎料及工艺，钎料为Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｏ系钎料，其化学成分为（质量分数％）：Ｍｎ?８．５～１１．０，Ｃｏ?２．５～３．０，Ｎｉ?１．２～２．５，余量为Ｃｕ；用Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｏ系钎料，将钎料置于预处理过的钼铜合金和奥氏体不锈钢待焊表面之间，真空条件下焊接。采用本发明专利技术的工艺，这种工艺不仅可以降低冷却速度，减少脆性金属间化合物的生成倾向；而且焊接是在真空中进行，可以降低气体杂质的污染，提高焊缝的纯净度，可获得无裂纹、无脆性化合物的纯净焊接接头，连接件的剪切强度达１８０～２１０ＭＰａ，能够满足钼铜合金与奥氏体不锈钢复合构件在生产中的使用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钎焊工艺，特别设计一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料及 工艺，属于焊接
技术介绍
钼铜合金是由一定百分比含量的两种互不固溶的钼和铜组成的一种复合材料，既 具有钼的高强度、高硬度、低热膨胀系数等，又具有铜的高塑性、高导电导热性，已用于电子 封装和散热材料，尤其在对重量要求较高的便携式设备、航空航天仪器上有广泛的应用前 景。将钼铜合金与奥氏体不锈钢连接制成复合件，可充分发挥钼铜合金高导电、高导热和奥 氏体不锈钢抗氧化、耐腐蚀的性能优点，提高结构件的整体性能。钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接时，由于两者之间的热膨胀系数和导热能力相差较 大，接头处易产生很大的应力，增加裂纹倾向，降低焊缝金属的力学性能。并且，钼铜合金对 气体杂质较敏感，接头处易产生气孔，焊缝组织粗大(200 500 μ m)，接头快速冷却时，间 隙杂质还会在晶界上形成偏析。因此，由焊接热循环造成的组织结构变化和由气体杂质污 染及焊接应力引起的焊缝性能失效是钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接面临的主要问题。目前，北京真空电子技术研究所采用钼锰金属化钎焊法对Mo-Cu复合材料与Al2O3 陶瓷进行封接，焊前需对Mo-Cu合金进行镀镍，对Al2O3陶瓷进行Mo-Mn金属化和镀镍，然 后采用纯铜钎料进行焊接，获得的接头性能符合大功率微波器件真空制管的使用要求，但 焊接工序较多，工艺比较复杂；北京科技大学采用Ag-Cu-Ti活性钎料对Mo-Cu复合材料与 AlN陶瓷进行焊接研究，钎料与母材具有较好的润湿性，由于采用银基钎料，因此成本较高。钼铜合金与奥氏体不锈钢的焊接可采用钨极氩弧焊技术，该方法采用Cr25_Ni 13 合金焊丝作为填充材料，焊接时先对钼铜合金一侧进行预热，然后通过控制焊接热输入约 10 12kJ/cm，可获得强韧性较好的奥氏体和δ -铁素体双相组织焊缝。但在钼铜合金一侧 的熔合区存在少量高硬度的脆性Fe-Mo金属间化合物和氧偏析等，如在高温下长期使用， 这些金属间化合物的聚集和在一定温度下的氧偏析增加都会使接头容易发生晶间脆性破 坏，限制了钼铜合金与不锈钢接头的高温应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的 钎料及工艺。这种工艺获得的钼铜合金与不锈钢焊缝杂质少、接头耐高温能力强，可用于真 空高电导散热元件、仪器仪表元件、导弹发动机喷管等高温部件的制造。本专利技术采取的技术方案为一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料，它为Cu-Mn-Co系钎料，其化学成分为 (质量分数％ ) =Mn 8. 5 11. 0，Co 2. O 3. 5，Ni 1. 2 2. 5，余量为 Cu。所述Cu-Mn-Co系钎料优选为箔片状，厚度为60 120 μ m。一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的工艺用Cu-Mn-Co系钎料，将钎料置于预处理过的钼铜合金和奥氏体不锈钢待焊表面之间，真空条件下焊接。所述的钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的工艺，优选包括如下步骤(1)对钼铜合金和奥氏体不锈钢进行清理，除去表面的杂质、油污和氧化膜；(2)将Cu-Mn-Co系钎料置于预处理过的钼铜合金和奥氏体不锈钢待焊表面之间， 然后进行装配，控制接头间隙在40 80 μ m之间；(3)将装配好的钼铜合金/Cu-Mn-Co系钎料/奥氏体不锈钢坯体放入真空钎焊设 备中进行真空条件下焊接；(4)钎焊完成后，待温度冷却至80°C以下，取出焊件。上述的钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的工艺，所述的真空条件下焊接真空度不低 于 1. 33 X IO-3Pa0上述的焊接其工艺参数为钎焊温度1090 1200°C，保温时间15 25min，升温 速度 8 15°C /min。本专利技术采用Cu-Mn-Co系钎料直接熔化润湿实现钼铜合金与奥氏体不锈钢的真空 钎焊，Cu-Mn-Co系钎料具有良好的高温强度，是流动性较好的高温熔点钎料。其钎焊工作原 理在于一方面，Cu-Mn-Co系铜基钎料中的铜钎焊时流动性较好，能够减小与钼之间的润 湿角，使液态铜能够更均勻、充分地填充到钼铜合金与不锈钢界面；另一方面，Cu-Mn-Co系 铜基钎料中的Co、Ni元素既能溶解于Cu，又能溶解于Mo，并且能增加固态钼在液态铜中的 溶解度，因此在钎焊过程中能较好地改善液相和Mo之间的润湿性。此外，由于钼铜合金的 致密度受铜纯度的影响较大，采用Cu-Mn-Co系铜基钎料，不仅可以改善钎焊界面附近钼铜 合金的致密度，而且能够提高钎缝的纯净程度。采用本专利技术的工艺，这种工艺不仅可以降低冷却速度，减少脆性金属间化合物的 生成倾向；而且焊接是在真空中进行，可以降低气体杂质的污染，提高焊缝的纯净度，可获 得无裂纹、无脆性化合物的纯净焊接接头，连接件的剪切强度达180 210MPa，能够满足钼 铜合金与奥氏体不锈钢复合构件在生产中的使用要求。采用本专利技术的工艺，不仅避免了其他钎焊工艺中涉及的钼铜合金预镀镍的处理过 程，又无需添加钎剂。因此，该钎焊工艺具有操作灵活简单、成本低、便于推广应用等特点， 尤其适用于钼铜合金与奥氏体不锈钢的焊接，也可用于钼铜合金与其他低合金钢耐热钢的 焊接。附图说明图1为钼铜合金与Crl8-Ni8不锈钢搭接接头形貌图，1为钼铜合金，2为Crl8-Ni8 不锈钢。具体实施例实施例1 钼铜合金板与奥氏体不锈钢板搭接接头的真空钎焊，钼铜合金组成为 Mo50% -Cu50% (质量分数)，尺寸为30_X8mm，厚度为2. 5mm ；奥氏体不锈钢为Crl8_Ni8 不锈钢，尺寸为30mmX 10mm，厚度为3. Omm。焊前先将钼铜合金和CrlS-NiS奥氏体不锈钢搭接表面采用砂纸打磨干净，待焊面露出金属光泽，使表面粗糙度不大于1. 0 μ m ；然后置于丙酮溶液中超声清洗2 3min 后烘干，最后用酒精擦拭搭接表面。将Cu-Mn-Co系钎料(其化学成分为(质量分数)Cu 86. 5%，Mn 8.5%，Co 3. 25%, Ni 1. 75% )焊前用酒精将其表面擦拭干净。将厚度为80 μ m的Cu-Mn-Co系钎料置于钼铜合金和奥氏体不锈钢待焊表面之间， 采用专用夹具对钼铜合金和奥氏体不锈钢对接接头进行装配，控制接头间隙在50 70μπι 之间。将装配好的钼铜合金/Cu-Mn-Co系钎料/奥氏体不锈钢焊件置于真空室中，待真 空度达1. 33X IO-3Pa以上时进行钎焊，钎焊工艺参数为钎焊温度为1160°C，保温时间为 15min，加热速度为10°C /min。钎焊过程中设置3个保温平台300°C保温5min ；900°C保温 5min ； 1080°C保温lOmin。待真空室温度冷却至80°C时取出焊件。获得的钼铜合金与CrlS-NiS不锈钢搭接钎焊接头焊缝成形美观，钎料对钼铜合 金与CrlS-NiS不锈钢表面润湿性良好。经过金相显微镜观察没有发现微观裂纹、夹杂等缺 陷，钎焊区界面结合致密，接头剪切强度达206MPa。实施例2钼铜合金板与奥氏体不锈钢板对接接头的真空钎焊，钼铜合金组成为 Mo60% -Cu40% (质量分数)，尺寸为30_X8mm，厚度为2. 5mm ；奥氏体不锈钢为Crl8_Ni8 不锈钢，尺寸为30mmX 10mm，厚度为3. Omm。焊前先将钼铜合金和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料，其特征是，它为Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｏ系钎料，其重量百分比组成为：Ｍｎ ８．５～１１．０％，Ｃｏ ２．５～３．０％，Ｎｉ １．２～２．５％，余量为Ｃｕ。
【技术特征摘要】
一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料，其特征是，它为Cu Mn Co系钎料，其重量百分比组成为Mn 8.5～11.0％，Co 2.5～3.0％，Ni 1.2～2.5％，余量为Cu。2.按照权利要求1所述的钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料，其特征是，所述 Cu-Mn-Co系钎料为箔片状，厚度为60 120 μ m。3.—种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的工艺，其特征是，用Cu-Mn-Co系钎料，将钎料 置于预处理过的钼铜合金和奥氏体不锈钢待焊表面之间，真空条件下焊接。4.按照权利要求3所述的钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的工艺，其特征是，包括如下 步骤(1)对钼铜合金和奥氏体不锈钢进行清理，除去表面的杂质、油污和氧化膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，李亚江，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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