專利名稱：金屬與非金屬的真空壓力擴散焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空壓力擴散焊接工藝，尤其是一種金屬與非金屬的真空壓力擴散焊接工藝。
真空壓力擴散焊是指焊件在真空環(huán)境中，加一定的溫度和壓力，使焊接面充分接觸，分子或原子進行擴散，產(chǎn)生金屬鍵，形成接頭，從而使焊件焊接在一起的方法。該技術(shù)起源于本世紀(jì)50年代，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展已形成一項成熟的技術(shù)。而將金屬與非金屬焊接如不銹鋼與陶瓷等的焊接至今未見有成功的報導(dǎo)。由于金屬與非金屬的線膨脹系數(shù)差別較大，在焊接過程中，特別是在焊件冷卻時因焊接頭已經(jīng)形成，焊件不可能作相對運動，由于收縮速度不一致，金屬產(chǎn)生的應(yīng)力常使非金屬焊件損傷，因而很難將金屬與非金屬在真空壓力擴散焊中將其焊接在一起。
本發(fā)明的目的是為了提供一種在真空擴散焊的條件下實現(xiàn)金屬與非金屬焊接，且焊接過程中不會損傷非金屬焊件、焊接件的接頭處的真空漏率低、抗拉強度高的金屬與非金屬真空壓力擴散焊接工藝。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實現(xiàn)一種金屬與非金屬的真空壓力擴散焊接工藝包括下述工藝步驟(1)將焊接件進行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開設(shè)一圈應(yīng)力槽；然后將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴散焊爐中并抽真空；(2)當(dāng)爐中真空度在(2-4)×10-4Pa時開始將爐加熱，在爐溫小于400℃時，每4-6分鐘內(nèi)可加熱升溫20-50℃；當(dāng)溫度大于400℃時，每40-80秒內(nèi)可升溫8-12℃；當(dāng)溫度大于550℃，進行保溫13-17分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至600-640℃，保溫50-70分鐘后開始降溫；(3)在爐溫溫度為640℃至380℃之間，應(yīng)在每4-6分鐘內(nèi)降溫8-12℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每10-15分鐘內(nèi)降溫8-12℃；小于280℃時，可自然退溫；當(dāng)溫度小于160℃時，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機；(4)在爐溫升溫過程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至420-480℃時，開始加壓力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分鐘加壓一次，累計2.5kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點本發(fā)明首次成功地提出了一套適用于在真空壓力擴散焊條件下將金屬與非金屬焊接在一起的焊接工藝條件和參數(shù)；且采用本發(fā)明的焊接工藝可避免非金屬在焊接過程中因線膨脹系數(shù)與金屬不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力損傷、破壞；另本發(fā)明焊接的金屬與非金屬的焊接頭處的真空漏率低小于1×10-9Pa·m3/s，其抗拉強度高，可達500kg/cm2左右。另本發(fā)明焊接處的材料性能保持與母材一致，后續(xù)的熱處理工藝可一并完成。
本發(fā)明還將結(jié)合實施例作進一步詳述本實施例以不銹鋼與陶瓷焊接工藝為例。該實施例包括下述工藝步驟(1)將焊接件進行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開設(shè)一圈應(yīng)力槽，將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴散焊爐中并抽真空；(2)加溫當(dāng)爐中真空度在3×10-4Pa時開始將爐加熱，在爐溫400℃以前，每5分鐘內(nèi)可加熱升溫30-40℃；溫度升至400℃以后，控制在65秒內(nèi)升溫11℃；當(dāng)溫度升至550℃，進行保溫14分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至620℃，保溫55分鐘后開始降溫；(3)降溫在爐溫溫度為620℃至380℃之間，應(yīng)在每4分鐘內(nèi)降溫9℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每15分鐘內(nèi)降溫11℃；280℃以后，可讓其自然退溫；當(dāng)溫度160℃之后，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機；當(dāng)爐溫降溫降至40℃以下，可開爐取出焊件；(4)加壓力在爐溫升溫過程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至470℃時，開始加壓力至0.2kg/mm2，然后每5分鐘加壓一次，累計2.0kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機。
權(quán)利要求
1.一種金屬與非金屬的真空壓力擴散焊接工藝，其特征在于包括下述工藝步驟(1)將焊接件進行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開設(shè)一圈應(yīng)力槽；然后將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴散焊爐中并抽真空；(2)當(dāng)爐中真空度在(2-4)×10-4Pa時開始將爐加熱，在爐溫小于400℃時，每4-6分鐘內(nèi)可加熱升溫20-50℃；當(dāng)溫度大于400℃時，每40-80秒內(nèi)可升溫8-12℃；當(dāng)溫度大于550℃，進行保溫13-17分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至600-640℃，保溫50-70分鐘后開始降溫；(3)在爐溫溫度為640℃至380℃之間，應(yīng)在每4-6分鐘內(nèi)降溫8-12℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每10-15分鐘內(nèi)降溫8-12℃；小于280℃時，可自然退溫；當(dāng)溫度小于160℃時，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機；(4)在爐溫升溫過程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至420-480℃時，開始加壓力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分鐘加壓一次，累計2.5kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬與非金屬的真空壓力擴散焊接工藝;該工藝給出了金屬與非金屬在真空壓力擴散焊接條件下的表面處理、加熱升溫、加壓及降溫各階段的工藝參數(shù)和條件,使得將金屬與非金屬焊接成為可能,本發(fā)明可避免非金屬在焊接過程中因線膨脹系數(shù)與金屬不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力損傷、破壞;另本發(fā)明焊接的金屬與非金屬的焊接頭處的真空漏率低小于1×10
文檔編號B23K20/14GK1253058SQ9812142
公開日2000年5月17日 申請日期1998年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月11日
發(fā)明者李正芳, 王賢義, 張玉珍, 周德清, 李恒遠, 郝俊源 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所