[发明专利]一种Ti3C2/Cu－Al金属陶瓷材料的电弧焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料及其与别种材料之间的牢固连接方法。

背景技术

Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料是采用专利号为ZL200510012150.5、发明名称为“一种Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料及其制备方法”的发明专利制造的一种以Cu和Ti₃AlC₂陶瓷为原料反应型复合的新型材料。该材料具有很高的强度和韧性、良好的导电性、导热性、耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性，在机械装备、电工器件、载运工具、能源装备和化工装备等领域有广泛的用途。

材料加工方法对于材料的应用是十分重要的。这种新型的Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料是采用粉末冶金的方法制备的，要用其制造特定结构形状的零件，可以采用粉末坯体成型后烧结的方法，也可以采用对预先制备的块体材料进行机加工的方法。然而，对于复杂结构形状的零件，前一种方法是相当困难的，而后一种方法不仅造成材料的浪费，且对于某些空心的封闭结构，例如空心球，实际上是无法实现的。此外，这种新型的Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料与其它材料的牢固连接，也是需要解决的重要工程问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料的电弧焊接方法，以解决其复杂结构形状零件制造的问题，以及该材料与纯铜或铜合金材料之间的牢固连接问题。

本发明的技术方案：

一种Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料电弧焊接方法，该方法包括以下步骤：

(1)将两块Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料的待焊接表面清理干净，分别与直流或交流电源的两个电极连接；

(2)使两个待焊接表面接触，构成电源回路，而后接通流动的氩气，使其笼罩在焊接面周围，使焊接面与空气隔离，而后接通电源；

(3)施加1～5A/mm²的电流，之后将两个焊接面沿法线方向分离1～3mm的距离，使分离后的两个焊接面之间产生电弧，持续0.5～5秒钟后切断电源；

(4)随即使分离的两个焊接面迅速接合，并沿焊接面的法线方向施加0.5～2.5MPa的压力，将此压力保持到焊口温度降至20-25℃，卸压并关闭氩气，即完成两块Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料之间的焊接。

上述的Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料电弧焊接方法，也适用于Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料与Cu-Sn、Cu-Mg等各种铜合金材料的焊接。

本发明的一种Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料电弧焊接方法的有益效果：

(1)连接强度高，焊缝及影响区的断裂强度不低于Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料本身；

(2)焊缝窄，焊缝及影响区的宽度一般不超过3mm；

(3)焊缝及影响区的化学稳定性不低于Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料本身；

(4)工艺简单，易于操作，适合工业化生产。

附图说明

图1为两块相同的Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料的焊缝及其附近区域的外观状况(SEM照片)，显示焊接后的两块材料之间的连接状况；

图2为Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料焊缝区典型金相组织结构(SEM照片)，显示焊接后的材料组织状况；

图3为焊接的Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料试样拉断后的状况(光学照片)，其断裂部位不在焊接区，表明焊缝的连接强度不低于Ti₃C₂/Cu-Al金属陶瓷材料本身。

具体实施方式

实施例1