[发明专利]用于钎焊钛部件和铝部件的方法以及由此可获得的部件

说明书

本发明涉及用于钎焊来自钛或钛合金的部件以及来自铝或铝合金的部件的方法。

众所周知的是可以使用一种助熔剂和一种焊料将多个铝部件钎焊在一起。钛由于其低的重量和强度而被用于针对汽车(尤其是飞机中)的部件。钛是对侵蚀性化学品有抵抗性的，并且因此可以用于化学反应装置、或管道，或用于运输侵蚀性化学介质。用铝代替钛的部件(在可能时)的原因在于铝比钛要廉价得多。例如，通过连接钛和铝的部件，可以将它们以复合材料的形式来应用，例如作为“夹层”的材料。

将铝部件与其他铝部件钎焊在一起的助熔剂是已知的。这些助熔剂被用来提供一个洁净的表面，并且因此允许在这些铝部件之间形成一个有力的连接。美国专利3,951,328披露了由四氟铝酸钾和六氟铝酸三钾的混合物所构成的一种助熔剂。US 4,579,605披露了由四氟铝酸钾和五氟铝酸二钾的水合物所组成的一种用于铝钎焊的助熔剂。WO 82/02014披露了通过应用一种铝-硅合金作为焊料以及氟化钾和氟化铝的一种混合物作为一种助熔剂可以将钢与铝连接在一起。

铝也可以被连接到钛上。US 4486647披露了通过使用铝丝作为填焊剂进行焊接而将铝连接到钛上的一种方法。因为钛具有在1670℃左右的熔点，而铝的熔点在660℃左右，钛一侧的温度被保持在2000℃以下而焊接处中间的温度最大为1500℃。

发明的问题在于提供一种技术上简单并且可靠的方法将由铝或铝合金部件以及由钛或钛合金制成的部件进行连接。通过使用本发明的方法可以实现这一目的。

本发明提供了一种连接铝或铝合金以及钛或钛合金的方法，该方法是在基于碱金属氟铝酸盐的助熔剂的存在下并且在含有等于或大于按体积计75％的氦气、氩气和/或氙气的保护性气体的存在下或在真空下进行的。

在一个实施方案中，连接(以下也表示为钎焊)铝部件是在环境压力下在保护性气体的存在下进行的；若希望的话，该方法甚至可以在高于环境压力的压力下进行。在保护性气体中氮气的含量等于或低于按体积计25％。优选地，该保护性气体中氦气、氩气和/或氙气的含量等于或高于按体积计95％。优选地，该保护性气体中氮气的含量等于或低于按体积计5％。尤其优选地，该保护性气体中氦气、氩气和/或氙气的含量等于或高于按体积计99％。优选地，在保护性气氛中氮气的含量等于或低于按体积计1％。

最优选地，连接过程是在基本上由氦气组成的保护性气体氛围、基本上由氩气组成的气氛、或者基本上由氩气和氦气组成的气氛下进行的。术语“基本上”是指在氦气气氛中氦气的含量、在基本上由氦气和氩气组成的气氛中氦气和氩气的总含量、或者氩气氛中氩气的含量等于或高于按体积计99.9％。高度纯化的氦气和/或氩气是尤其适合的。“高度纯化的”是指含量等于或高于按体积计99.99％。

所做出的假设是含有氦气、氩气和/或氙气、以及另外二氧化碳的保护性气体混合物(例如，含有二氧化碳和氩气的混合物)同样应该起作用；在这种情况下，这些连接部可能会变得有颜色，例如，它们可能变暗。

在另一个实施方案中，钎焊是在真空下进行的。真空钎焊的优点在于钎焊温度可以更低。术语“真空”是指压力低于1巴(绝对值)。优选地，它是指压力等于或低于0.5巴(绝对值)。并不优选使用真空，它过于低以致引起不希望的量的钎焊助熔剂蒸发。因此，优选该压力为等于或大于0.3巴(绝对值)。同样在真空钎焊中，真空中的残留气体氛围优选是含有等于或高于按体积计75％的氦气、氩气和/或氙气的保护性气体。真空中在残留的保护性气氛中氮气的含量是等于或低于按体积计25％。优选地，残留的保护性气氛中氦气、氩气和/或氙气的含量是等于或高于按体积计95％。优选地，残留的保护性气氛中氮气的含量是等于或高于按体积计5％。尤其优选地，残留的保护性气氛中氦气、氩气和/或氙气的含量是等于或高于按体积计99％。优选地，残留的保护性气氛中氮气的含量是等于或高于按体积计1％。保护性气体氛围进一步优选的实施方案参见以上内容。

最优选的保护性气体是由纯度为按体积计99％、优选按体积计99.9％、并且尤其是按体积计99.99％的氩气构成的气氛。

术语“铝合金”包括含有铁、锰、镁和/或其他掺杂金属的铝。原则上，任何掺杂元素都可以包括在内。如果该铝包含镁，则氟铝酸铯可以被用作为钎焊剂或者助钎焊剂。在本发明的上下文中术语“包括”包含“其构成为”。