碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法及制得的连接件技术

本发明专利技术提供一种碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，该方法主要采用放电等离子体烧结设备对碳钢、碳化硅陶瓷及镍箔活性中间层施加脉冲电流而进行放电等离子体连接，放电等离子体连接的工艺参数为：轴向压力为20～50MPa，温度到达300℃前升温速率为20℃/min，超过300℃以后升温速率为80～150℃/min，连接温度为800～1100℃，保温时间为10～30分钟，炉膛内真空度为6～10Pa。本发明专利技术还提供一种上述连接方法制得的碳钢与碳化硅陶瓷的连接件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属与陶瓷的连接方法及制得的连接件，尤其涉及一种碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法及制得的连接件。
技术介绍
碳钢被广泛应用于制造工程结构(比如船舶、发动机、高压容器等)和机械零件(如齿轮、轴等)。然而碳钢存在耐磨性较差、硬度较低、抗热冲击性及高温耐蚀性较低等缺点，已经很难满足现代生产技术对材料综合性能的进一步需求。而碳化硅陶瓷具有硬度高、高温抗腐蚀、耐磨损、抗热冲击等优点。碳钢和碳化硅连接在一起制备成复合结构，对于碳钢在高温环境中应用具有非常重要的意义。由于这两种材料的物理、化学性能差异较大，使得两者之间的连接非常困难，目前主要采用熔焊、钎焊、固相扩散连接及瞬间液相连接来实现陶瓷与金属的连接。但这些方法存在许多不足：难于制得高结合强度的接头；对金属件表面的清洁度及设备真空度要求很高；固相扩散连接及瞬间液相连接温度要求较高，保温时间长，导致两者间的连接耗时、耗能；熔焊容易产生裂纹；钎焊虽然连接温度较低，但由于钎料的熔点普遍较低，因此钎焊难于制得能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，包括以下步骤：
提供待连接的碳钢件、碳化硅陶瓷件及镍箔；
将该镍箔、碳钢件及碳化硅陶瓷件放入石墨模具中，使镍箔夹
放在碳钢件与碳化硅陶瓷件之间；
将该石墨模具放入放电等离子体烧结设备的炉膛中，开启直流
脉冲电源，对碳钢及碳化硅陶瓷施加脉冲电流，并在如下连接参数
下进行放电等离子体连接：轴向压力为20～50MPa，温度到达300
℃前升温速率为20℃/min，超过300℃以后升温速率为80～150℃
/min，连接温度为800～1100℃，保温时间为10～30分钟，炉膛内真
空度为6～10Pa；
待冷却后取出碳钢与碳化硅陶瓷的连接件。
2.如权利要求1所述的碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，其特征
在于：所述石墨模具包括上压头、下压头及中模，所述镍箔、碳钢
件及碳化硅陶瓷件放置于该中模内，该上压头和下压头分别从碳钢
件和碳化硅陶瓷件两侧压紧，并通过该上压头和下压头对镍箔、碳
钢件及碳化硅陶瓷件施加轴向压力。
3.如权利要求2所述的碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，其特征
在于：该放电等离子体烧结设备包括正、负电极，所述上压头和下
压头分别与该正、负电极对准连接。
4.如权利要求2所述的碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，其特征
在于：所述轴向压力的具体施加方法为：在温度到达300℃时，通
过上压头和下压头开始对碳钢件和碳化硅陶瓷件施加10MPa的轴
向压力，之后逐渐增大轴向压力，直至温度为连接温度时轴向压力
到达最大值。
5.如权利要求1所述的碳钢与碳化硅陶瓷的连接方法，其特征

【专利技术属性】
技术研发人员：张新倍，陈文荣，蒋焕梧，陈正士，胡文峰，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：