[发明专利]钼和石墨真空钎焊方法

说明书

技术领域

本发明属于异质材料焊接技术领域，具体涉及一种钼和石墨真空钎焊方法。

背景技术

石墨具有密度小、散热能力强及高温力学性能稳定等特点，被誉为理想的高温散热材料。钼具有良好的导电性、高温强度和低蒸汽压等特点而被广泛应用于电子设备中，常用于制造电子管构件、微波设备的内部构件、高性能电子插件和X射线内部元件（靶、支架和隔热屏）等。例如在CT机中使用的钼靶在服役时由于受到X射线的连续轰击会产生大量的热量，这些热量的积累会使靶的温度升高，甚至会达到1300℃高温，这些热量如能及时散出会大大提高靶的服役寿命。而把石墨焊接到钼上，既可起到很好的散热效果，又可减轻靶的重量，从而使靶的使用温度范围和使用寿命均得到提高。

本申请人进行了检索，然而在已公开的中国专利文献中未见诸钼和石墨焊接的技术启示，而由中国四川大学于2004年5月10日发表于机械工程论文网（中国硕士学位论文全文数据库）上的“石墨与钼合金材料与钎焊工艺”一文主要就三种焊材即Ti-Si钎料、Zr钎料和Ti钎料对石墨和TZM的焊接工艺和接头的焊接性能展开了研究。该文献对于如何增加钼和石墨之间的焊接结合面的比表面积并使焊接结合面的受力均匀而藉以减少残余应力和增进焊接强度不具有可借鉴的技术启示，然而这些要素恰恰是钼和石墨焊接技术的关键。对此，本申请人作了反复而有益的探索，下面将要介绍的技术方案便是基于这种前提下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于增大钼和石墨之间的焊接结合面的比表面积、有利于使焊接结合面的受力均匀、有益于减少残应力而藉以充分体现以石墨散热能力强的特性以保障钼在高温服役条件下具有优异的散热效果的钼和石墨真空钎焊方法。

本发明的任务是这样来完成的，一种钼和石墨真空钎焊方法，包括以下步骤：

A）预处理，对钼的待焊表面区域进行增大比表面积的预处理，并且对石墨的待焊表面区域进行增大比表面积的预处理，得到待焊表面预处理后的钼待焊工件和石墨待焊工件；

B）置入钎料，将钎料置入钼待焊工件的待焊表面与石墨待焊工件的待焊表面之间，得到待钎焊工件；

C）真空钎焊，将待钎焊工件放入真空钎焊炉内，由真空钎焊炉内的加压装置对待钎焊工件施加垂直方向的压力，并且对真空钎焊炉抽真空，控制真空度、钎焊温度和控制保温时间，得到钼与石墨焊接件。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）中所述的对钼待焊工件的待焊表面区域进行增大比表面积的预处理是指采用电火花数控机床对钼的用于与所述石墨焊接的表面进行腐蚀处理，并且控制电火花数控机床的放电的脉冲宽度和峰值电流、控制表面腐蚀层的厚度和控制表面粗糙度，而后进行清洁处理。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A）中所述的对石墨的待焊表面区域进行增大比表面积的预处理是指对石墨的用于与所述钼相互焊接的表面进行粗糙处理，并且控制粗糙程度，而后进行清洁处理。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B）中所述的钎料为预先经过预清洗的箔钎料。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤C）中所述的对待焊工件施加垂直方向的压力为4-6MPa；所述的控制真空度是将真空度控制为3×10^-3～5×10^-3MPa；所述的控制钎焊温度是将钎焊温度控制为1500-1650℃；所述的控制保温时间是将保温时间控制为20-30min。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的控制电火花数控机床的放电的脉冲宽度和峰值电流是将脉冲宽度和峰值电流分别控制为360-600μs和10-20A；所述的控制表面腐蚀层的厚度是将表面腐蚀层的厚度控制为0.5-1.5㎜；所述的控制表面粗糙度是将表面粗糙度控制为Ra6.3μm～Ra12.5μm。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的清洁处理是先将所述钼待焊工件置入碱溶液中煮沸10-15min，再由超声波清洗机并且使用溶剂清洗5-10min，取出后自然干燥。