[发明专利]一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置

说明书

技术领域 

本发明属于材料制造技术领域，涉及一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置。

背景技术

目前新材料及异种材料的连接结构大量采用，铜合金与不锈钢连接结构成为一种重要的组成部分。但是，铜与不锈钢的焊接属于异种金属的焊接，两者的物理性能相差很大，二者形成焊接时势必产生很大的应力，焊接过程中会形成低熔点的共晶体和脆性化合物，焊缝区易产生热裂纹，铜与不锈钢的熔焊性能较差。过渡液相扩散焊是一种在焊前预置中间层焊接，然后施加压力、加热和保温，即可实现结合的焊接方法，获得的接头力学性能较高。除了工艺因素的影响之外，接头性能主要取决于过渡层合金的成分及其在焊接过程中元素的扩散行为。因此，配制合理的成分，研制并生产一种亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔，来控制焊接过程中元素的扩散，是实现铜与不锈钢TLP焊的关键。因此，设计、制备出适于铜与不锈钢TLP焊的复合过渡层材料，即研制并生产一种亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔，具有重要的工程意义，但是现有技术仅能制备出单层亚稳态箔材，还很难制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置，能够制备得到亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔材料。

本发明所采用的技术方案是，一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置，包括一真空室，在真空室的壁板上设置有真空泵和由电机驱动的辊轮，在真空室的上面连接有小真空室，小真空室设置有氩气进口，小真空室的底部与坩埚接通，坩埚的内腔被中隔分开成两个熔炼室，每个熔炼室的底部分别开设有一个长条型的喷嘴，坩埚放置在高频感应线圈中，高频感应线圈位于辊轮的上方，在真空室的侧边设置有收集室。

喷嘴宽为0.3mm，长度为3～7mm。

电机选用角速度可调的高速单相异步电机，辊面线速度控制在10～50m/s。

本发明的有益效果是，整个装置结构紧凑，工艺简单，便于操作。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是现有技术的合金箔制备原理示意图；

图3是本发明装置一个实施例的结构示意图；

图4是本发明装置的双层合金复合箔制备原理示意图。

图中，1、小真空室，2、坩埚，3、收集室，4、亚稳态双层合金条带，5、真空室，6、高频感应线圈，7、电机，8、辊轮，9、Cu基母合金块，10、Ni基母合金块，11、真空泵，12、铜基合金层，13、Ni基合金层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，为本发明装置制备的亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的结构示意图，Cu基合金层的化学成分按照重量百分比Sn为7％～20％，B为0.5％～1.0％，其余为Cu；Ni基合金层的化学成分按照重量百分比为Si为5％～9％，B为0.5％～1.0％，其余为Ni。

如图2所示，为现有技术装置的结构示意图。坩埚2放置在高频感应线圈6中，高频感应线圈6位于辊轮8的正上方，电机选用角速度可调的高速电机，驱动辊轮8转动，将辊面线速度控制在不同的速度，就可以满足不同厚度箔带的制备需要。

如图3所示，为本发明装置的一个实施例的结构示意图。在真空室5的壁板上设置有真空泵11，在真空室5的底板上设置有由电机7传动的辊轮8，在真空室5的上面设置有小真空室1，小真空室1设置有Ar气进口，小真空室1的底部与石英制作的石英坩埚2接通，石英坩埚2放置在高频感应线圈6中，高频感应线圈6位于辊轮8的正上方，在真空室5的侧边设置有收集室3，制备出亚稳态合金复合箔4进入收集室3中收集。高频感应线圈6的匝数根据需要制备复合箔材质的熔点及其相互间的温度差异绕制。电机7选用角速度可调的高速单相异步电机，辊面线速度控制在10～50m/s，以满足不同厚度箔带的制备需要，根据辊面线速度的不同，制成的合金条带4的厚度为30～50μm，宽度为3～7mm，长度为1～2m。

如图4所示，为本发明装置的一个实施例的示意图。石英坩埚2外形的横截面呈椭圆形，其内腔被中隔分开成两个熔炼室，一个熔炼室是Cu基母合金块9，一个熔炼室是Ni基母合金块10，每个熔炼室的底部都开设有宽约0.3mm，长度为3～7mm的缝隙式喷嘴，两个喷嘴开口方向保持平行。熔炼前放置坩埚时，注意两个喷嘴的前后顺序及方向性，保证双层合金液流出喷嘴后刚好叠加在一起。

本发明装置的工作原理是，