本发明专利技术公开了一种使用中间层扩散制备多层非晶合金与铜复合结构的方法，包括如下步骤：对非晶合金和铜片进行切割、研磨、抛光和清洗，同时用刀片将中间层划分成规定的尺寸，对非晶合金薄片，中间层以及铜薄片进行组装和固定，以形成固定后的工件，将固定后的工件放进真空扩散炉中，使中间层溶解于非晶合金薄片与铜薄片中实现扩散焊接。本发明专利技术使用中间层能够降低扩散温度，使得非晶合金薄板在扩散后中仍然保持非晶态。复合结构具有非晶合金的强度和铜的韧性，能阻断非晶合金塑性变形时剪切带的延伸，从而避免了纯非晶合金材料容易脆断的问题，增强抗剪切能力，焊接后薄片表面质量高，连接可靠。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括如下步骤：对非晶合金和铜片进行切割、研磨、抛光和清洗，同时用刀片将中间层划分成规定的尺寸，对非晶合金薄片，中间层以及铜薄片进行组装和固定，以形成固定后的工件，将固定后的工件放进真空扩散炉中，使中间层溶解于非晶合金薄片与铜薄片中实现扩散焊接。本专利技术使用中间层能够降低扩散温度，使得非晶合金薄板在扩散后中仍然保持非晶态。复合结构具有非晶合金的强度和铜的韧性，能阻断非晶合金塑性变形时剪切带的延伸，从而避免了纯非晶合金材料容易脆断的问题，增强抗剪切能力，焊接后薄片表面质量高，连接可靠。【专利说明】
本专利技术属于扩散焊接领域，更具体地，涉及一种。
技术介绍
非晶合金是20世纪材料领域的重大发现，材料内部原子排列呈长程无序短程有序结构，没有位错和晶界等缺陷。这种独特的结构使非晶合金材料具有许多优异的性能，如高强度、硬度、耐磨性、耐蚀性、优异的软磁性等，在军事、微/纳制造、体育器材、光通讯、光集成、激光、新型太阳能电池、高效磁性和输电材料等领域有着广泛的应用前景。非晶合金是极具前途的新结构材料与功能材料，不仅有着很好的科学研究价值、而且还有巨大的市场前景。然而，现有非晶合金材料存在以下问题:其在室温下具有较大的脆性，抗剪切能力差，且其作为新型工程材料的应用价值被大大限制。采用扩散制备多层非晶合金与铜复合结构，能够大大增强材料的抗剪切能力。而使用非晶合金与铜直接扩散焊接时，需要选择较高的温度，这会导致非晶合金在扩散过程中发生晶化，从而失去材料本身的优异性能。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种，其目的在于，解决现有方法中无法在较低的温度下直接扩散制备多层非晶合金与铜复合结构的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种，包括以下步骤:(I)对非晶合金薄片及铜薄片进行切割、打磨、抛光和清洗，用刀片将铝箔划分成与非晶合金薄片同样的长宽，作为非晶合金薄片与铜薄片扩散焊接的中间层，并对中间层进行清洗；(2)对非晶合金薄片、中间层及铜薄片进行组装和固定，以形成固定的工件；本步骤具体包括以下步骤:(2-1)在WC硬质合金下压头上放置止焊层；(2-2)在止焊层上依次交叉放置非晶合金薄片、中间层和铜薄片，最后压上WC硬质合金上压头；(2-3)依次套上模具组合外套和模具外套，以形成固定后的工件；(3)将固定后的工件放进真空扩散炉中进行焊接，本步骤具体包括以下子步骤:(3-1)将固定后的工件置于真空扩散焊设备下压头上，调整扩散焊设备上压头，以产生5至20MPa的预紧力；(3-2)关闭真空室门，打开真空扩散炉开始抽真空；(3-3)当真空度在IX KT3Pa至IXlO-2Pa时，开始加热，加热速率为10至15°C /min ；(3-4)加热至370°C至450°C时，保温30min至50min，同时施加90MPa的保温压力。(3-5)保温过程结束后，卸载保温压力，工件随炉冷却至室温。优选地，非晶合金材料为Zr41Ti14Cu12.5Ni1QBe22.5 及 Zr55Cu30Al10Ni5 薄板。优选地，步骤(I)包括以下子步骤:(1-1)采用切片机将非晶合金、铝箔及铜板材切割成规定尺寸；(1-2)用刀片将铝箔划分成与非晶合金包片相同的长宽；(1-3)先后用细颗粒砂纸和金相抛光布磨平非晶合金薄片及铜薄片的待焊接表面并抛光，以去除表面氧化层；(1-4)将非晶合金薄片，中间层及铜薄片放在丙酮中进行超声波清洗，以去掉表面油脂杂质；(1-5)将非晶合金薄片，中间层及铜薄片放在无水乙醇中进行第二次超声波清洗，并在清洗干净后放在干净的无水乙醇中保存。优选地，步骤(1-3)中非晶合金与铜薄片抛光后的厚度为0.1至0.5_。优选地，铝箔的厚度为5至20um。优选地，止焊层是由陶瓷片或石墨片制成。优选地，非晶合金薄片、中间层和铜薄片的层数为3至20层。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果:1、本专利技术的复合结构可阻断非晶合金材料在剪切过程中剪切带的延伸，从而避免了纯非晶合金材料脆性大的问题，增强了抗剪切能力:2、本专利技术采用真空扩散焊接非晶合金薄片与晶态金属薄片，形成良好的焊接区；3、本专利技术通过在合适保温压力下调整焊接温度与焊接时间的配合，能够使焊接后的非晶材料继续保持非晶特性，材料结构和性能不仅没有破坏，复合结构材料的抗剪切性较纯非晶合金材料得到很大的提高，韧性增强，焊接后薄片表面质量高、连接可靠；4、本专利技术操作简单，制造成本及性能方面均有明显优势，适用范围广，便于推广使用。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的流程图。图2是本专利技术对非晶合金薄片、中间层及铜薄片进行组装和固定的示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1-真空扩散焊设备上压头；2_WC硬质合金上压头；3_止焊层；4_非晶合金薄片；5-组合模具套；6_模具外套；7_真空扩散焊设备下压头；8-WC硬质合金下压头；9_铜薄片；10-中间层。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术扩散焊制备多层非晶合金与铜复合结构的方法包括以下步骤:(I)对非晶合金薄片及铜薄片进行切割、打磨、抛光和清洗，用刀片将铝箔划分成与非晶合金薄片同样的长宽，作为非晶合金薄片与铜薄片扩散焊接的中间层，并对中间层进行清洗;在本实施方式中，非晶合金材料包括Zr41Ti14Cu12.5Ni1QBe22.5和Zr55Cu30Al10Ni5,晶态金属材料为锆，铝箔的厚度为5至20um ;本步骤具体包括以下子步骤:(1-1)采用切片机分别切割非晶合金薄片及晶态金属薄片，非晶合金薄片及铜薄片的厚度同为0.1至0.5mm,同时用刀片将铝箔划分成和非晶合金薄片相同的长宽作为非晶合金薄片与铜薄片扩散焊接的中间层；(1-2)先后用细颗粒砂纸和金相抛光布磨平非晶合金薄片及铜薄片的待焊接表面并抛光，以去除表面氧化层；(1-3)将非晶合金薄片、中间层及铜薄片放在丙酮中进行超声波清洗，以去掉表面油脂杂质，非晶合金与铜薄片抛光后的厚度为0.1至0.5mm ;(1-4)将非晶合金薄片、中间层及铜薄片放在无水乙醇中进行第二次超声波清洗，并在清洗干净后放在干净的无水乙醇中保存；(2)对非晶合金薄片及晶态金属薄片进行组装和固定；如图2所示，本步骤具体包括以下子步骤:(2-1)在WC硬质合金下压头8上放置止焊层3 ;在本实施例中，止焊层3是由陶瓷或石墨片制成；(2-2)在止焊层3上依次交叉放置非晶合金薄片4、中间层10和铜薄片9，最后压上WC硬质合金上压头2 ;在本实施方式中，非晶合金薄片4、中间层10和铜薄片9的层数为3至20层；(2-3)依次套上组合模具外套5和模具外套6，以形成固定后的工件；(3)将固定后的工件放进真空扩散炉中进行焊接；本步骤具体包括以下子步骤:(3-1)将固定后的工件置于真空扩散焊设备下压头7上，调整扩散焊设备上压头1，产生5至20MP本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖广兰，李默，陈彪，史铁林，文弛，朱志靖，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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。