一种复合中间层及其钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料的方法

摘要

一种复合中间层及其钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料的方法，它涉及一种复合中间层及利用其钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料的方法。本发明要解决采用活性钎料直接钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料时，接头界面反应剧烈生成大量脆性相及焊后接头残余应力大，造成接头性能差的难题。复合中间层由上层钎料、软性中间层和下层钎料组成。方法：一、配制钎料：按照一定比例配制钎料；二、清洗：用丙酮进行清洗；三、装配：将待焊母材和复合中间层按一定顺序装配；四、焊接：置于真空钎焊炉中进行焊接。本发明操作简单，中间层的加入抑制了钎料与母材的过度反应，缓解了接头的残余应力，大大提高了接头性能。本发明用于钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料。

主权项

一种复合中间层，其特征在于复合中间层由上层钎料、软性中间层和下层钎料构成；其中上层钎料为Ni‑Cr‑Nb钎料；软性中间层为Nb箔；下层钎料为BNi‑5钎料箔；所述的上层钎料按重量份数是由53～56份的Ni粉、31～34份的Cr粉和12～15份的Nb粉组成；用复合中间层钎焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料的方法如下：一、配制钎料：按重量份数将53～56份的Ni粉、31～34份的Cr粉和12～15份的Nb粉置于球墨罐中，按照球料质量比为10～20：1比例放入磨球，以200～300r/min的速度球磨1～5h，采用压片机压制成片后，即得上层钎料；二、清洗：将待焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料、软性中间层和下层钎料置于丙酮中超声清洗10min～20min，除去待焊金属与陶瓷及陶瓷基复合材料、软性中间层和下层钎料表面的油污和杂质；三、装配：在待焊金属的预焊接表面依次放置下层钎料、软性中间层、上层钎料及待焊陶瓷及陶瓷基复合材料，并在待焊陶瓷及陶瓷基复合材料表面上施加0.001～0.1MPa的压力固定，完成装配；四、焊接：将步骤三得到的装配结构置于真空钎焊炉中，以5℃/min～50℃/min的速度升温至1180～1250℃后，在真空度为5.0×10^‑3Pa的条件下保温5min～60min，然后以2℃/min～30℃/min的速度降温至300℃，之后随炉冷却至室温，完成金属与陶瓷及陶瓷基复合材料的钎焊；步骤二中所述的待焊金属为GH99、TC4或Invar合金；步骤二中所述的待焊陶瓷及陶瓷基复合材料为SiC陶瓷、Si₃N₄陶瓷、ZrO₂陶瓷或C/SiC复合材料；上层钎料制备方法为：将Ni粉、Cr粉、Nb粉置于球墨罐中，按照球料质量比为10～20：1比例放入磨球，以200～300r/min的速度球磨1～5h，采用压片机压制成片，即得到上层钎料；上层钎料厚度为50～200μm，软性中间层厚度为50～200μm，下层钎料的厚度为50～200μm。