本發(fā)明涉及金屬材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法。
背景技術(shù)：
擴(kuò)散焊通常采用專用設(shè)備，如帶液壓系統(tǒng)的真空爐、熱等靜壓擴(kuò)散焊爐等，設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格昂貴；影響擴(kuò)散焊質(zhì)量的主要工藝參數(shù)是壓力、溫度及保溫時(shí)間，壓力一般是通過機(jī)械加壓或氣體加壓來實(shí)現(xiàn)的。鮮見結(jié)構(gòu)鋼與銅合金擴(kuò)散焊的公開報(bào)道。
diffusionbondingof410stainlesssteeltocopperusinganickelinterlayer，sabetghadam，materialscharacterization61(2010)626–634410，公開了一種410不銹鋼與銅合金，在專用的真空擴(kuò)散爐中，壓力為12mpa、溫度在（800～950）℃范圍內(nèi)保持60min后的試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散層厚度在7.9μm～13.4μm之間，當(dāng)擴(kuò)散溫度為900℃時(shí)，其擴(kuò)散接頭的拉伸強(qiáng)度最高，達(dá)到140mpa。
impulsepressuringdiffusionbondingofacopperalloytoastainlesssteelwith/withoutapurenickelinterlayer，xinjianyuan，materialsanddesign52(2013)359–366.，公開了一種不銹鋼與銅合金擴(kuò)散焊試驗(yàn)，在壓力為（5～20）mpa、溫度850℃、保溫時(shí)間（5～20）min條件下，采用預(yù)鍍12.5μm鎳層時(shí)，接頭拉伸強(qiáng)度可達(dá)到217.2mpa，不采用鎳層時(shí)，則僅有174.2mpa。
從上述文獻(xiàn)中可以得出，現(xiàn)有的鋼與銅合金的擴(kuò)散焊都是采用真空爐保溫，且需要過渡層來提高接頭的拉伸強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作便捷、工序簡(jiǎn)潔、焊接接頭拉伸強(qiáng)度大的結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法。
本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，包括如下步驟：
a、對(duì)接表面預(yù)處理：將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面進(jìn)行粗糙度加工，加工后用有機(jī)溶劑清洗；
b、擴(kuò)散焊前處理：將上述預(yù)處理后的結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件固定，加壓，控制工件間壓力為7～13mpa；
c、擴(kuò)散焊處理：對(duì)b步驟處理后的工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為860～900℃，加熱時(shí)間為30～60min，取出，冷卻，即得。
進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中a步驟中將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面粗糙度加工至＜0.003mm。
上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中a步驟中所述有機(jī)溶劑為丙酮、無水乙醇中的一種。
進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為丙酮。
上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中b步驟中采用液壓機(jī)進(jìn)行加壓。
進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，采用液壓機(jī)進(jìn)行加壓，具體為：具體為：將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接，上下固定在壓緊夾具中，通過液壓機(jī)加壓至p，擰緊壓緊螺栓，使液壓機(jī)壓力顯示下降至p′，此時(shí)工件之間的壓力為p-p′；其中，p≥13mpa，7mpa≤p-p′≤13mpa。
上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中采用空氣爐進(jìn)行加熱。
進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中加熱溫度為880℃，加熱時(shí)間為45min。
進(jìn)一步的，上述一種結(jié)構(gòu)鋼與銅合金對(duì)接接頭的擴(kuò)散焊方法，其中c步驟中采用油淬方式進(jìn)行冷卻。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過液壓機(jī)提供初始?jí)毫?，無需真空爐，對(duì)擴(kuò)散焊爐的選擇無限制；本發(fā)明無需預(yù)渡過渡層，減少生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明中擴(kuò)散焊得到的接頭拉伸強(qiáng)度≥200mpa，擴(kuò)散層厚度≥20μm；本發(fā)明選用油淬冷卻，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，淬火應(yīng)力小。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
實(shí)施例1
某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑靴組件，材料為zcusn10pb2ni3銅錫合金和30cr3moa結(jié)構(gòu)鋼，圓面對(duì)接，直徑φ18mm。
將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面進(jìn)行粗糙度加工，加工后工件表面粗糙度為0.002mm，用丙酮清洗2～3遍，將工件上下對(duì)接裝于壓緊夾具中，通過液壓機(jī)對(duì)壓緊夾具加壓至13mpa，擰緊螺栓施壓，使液壓機(jī)壓力顯示值降至5.5mpa，即工件間的壓力為7.5mpa，然后將工件和壓緊夾具一起放入空氣爐中，加熱至860℃，保溫30min后取出油淬冷卻。
其擴(kuò)散焊接頭的拉伸強(qiáng)度為213mpa，擴(kuò)散層厚度為20.8μm。
實(shí)施例2
某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑靴組件，材料為zcusn10pb2ni3銅錫合金和30cr3moa結(jié)構(gòu)鋼，圓面對(duì)接，直徑φ18mm。
將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面進(jìn)行粗糙度加工，加工后工件表面粗糙度為0.0015mm，用乙醇清洗2～3遍，將工件上下對(duì)接裝于壓緊夾具中，通過液壓機(jī)對(duì)壓緊夾具加壓至14mpa，擰緊螺栓施壓，使液壓機(jī)壓力顯示值降至3mpa，即工件間的壓力為11mpa，然后將工件和壓緊夾具一起放入空氣爐中，加熱至900℃，保溫40min后取出油淬冷卻。
其擴(kuò)散焊接頭的拉伸強(qiáng)度為220mpa，擴(kuò)散層厚度為22.2μm。
實(shí)施例3
某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑靴組件，材料為zcusn10pb2ni3銅錫合金和30cr3moa結(jié)構(gòu)鋼，圓面對(duì)接，直徑φ18mm。
將結(jié)構(gòu)鋼與銅合金工件對(duì)接表面進(jìn)行粗糙度加工，加工后工件表面粗糙度為0.001mm，用丙酮清洗2～3遍，將工件上下對(duì)接裝于壓緊夾具中，通過液壓機(jī)對(duì)壓緊夾具加壓至15mpa，擰緊螺栓施壓，使液壓機(jī)壓力顯示值降至5.5mpa，即工件間的壓力為9.5mpa，然后將工件和壓緊夾具一起放入空氣爐中，加熱至880℃，保溫45min后取出油淬冷卻。其擴(kuò)散焊接頭的拉伸強(qiáng)度為217mpa，擴(kuò)散層厚度為21.2μm。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。