[发明专利]一种吸氢膨胀物质与其他材料的复合方法

说明书

本发明涉及一种利用吸氢膨胀物质吸氢膨胀作用与其他材料的复合方法；特别涉及一种利用钛合金吸氢反应与其他材料的相互复合的方法。本发明利用了吸氢膨胀物质吸氢的体积膨胀效应，以及吸氢反应的放热作用，同时复合件被夹具紧固的情况下，吸氢膨胀物质与待复合材料间的间隙闭合形成良好的冶金结合，从而使两者有效地结合在一起；然后将吸氢膨胀物质与待复合材料的连接体进行真空热处理脱氢，获得界面性能良好的复合体。本发明提供了一种新型吸氢膨胀物质与其他材料复合方法。本方法可对吸氢膨胀物质与其他材料进行复合连接处理，性能优异，复合材质可选范围广，可用于钛合金与钛合金、其他金属或合金、陶瓷、多孔材料等。

技术领域

本发明涉及一种利用吸氢膨胀物质吸氢膨胀作用与其他材料的复合方法；特别涉及一种利用钛合金吸氢反应与其他材料的相互复合的方法。

背景技术

焊接的主要方法有扩散焊、电子束焊、激光焊、摩擦焊、爆炸焊和钎焊。电子束焊接能够加热面积很小的区域，使得深处和狭长形工件的焊接成为可能。激光焊接是最有效的高速焊接技术之一。不过，电子束焊与激光焊两种技术由于其所需配备价格高昂，其应用范围受到限制。当利用熔焊对异种金属焊接时，常导致母材的扭曲变形及焊缝较多脆性相的产生；固相焊接时，如何控制焊缝组成和改善接头塑性，也是需要解决的问题。爆炸焊、钎焊和摩擦焊常受到使用条件、焊件结构的限制，不利于复合构件的广泛应用。扩散焊因其较小的温度梯度，可以得到不均匀性最小的结构，是一种近净形结合过程；电子束焊和激光焊因冷却迅速、焊缝深宽比大及热输入可控，对异种金属焊接时脆性化合物有较好的抑制作用。异种金属间物化性能差异导致接头产生残余应力和金属间化合物，导致低温循环处理后出现冷漏，以及焊接质量低的问题，其中钛合金与不锈钢的焊接更是难以实现。金属间化合物层太薄，界面会因为反应不充分使钛合金与界面分离；若界面太厚，焊缝机械性能会因脆性金属间化合物聚集造成的各向异性而急剧下降。焊接接头因钛合金侧脆性相的产生呈现出脆性断裂。而且其使用常受到成本的限制并且焊接性能和加工性能较差。

本发明针对现有技术的不足，首次提出一种利用吸氢膨胀物质吸氢膨胀作用与其他材料的复合连接方法，本方法可选的待处理材料的厚度可控，可以是薄层或者厚度较大；另外在连接处也较传统连接出现的残余应力较小，连接面性能较好。同时，本发明还可以实现异型面的复合连接以及不同面不同功能的赋予。

发明内容

本发明涉及一种利用吸氢膨胀物质(尤其是钛合金)吸氢膨胀作用与其他材料的复合方法。发明利用了吸氢膨胀物质的体积膨胀效应，和吸氢反应的放热作用，同时复合件被夹具紧固的情况下，吸氢膨胀物质与待复合材料间的间隙闭合形成良好的冶金结合，从而使两者有效地结合在一起；然后将吸氢膨胀物质(尤其是钛合金)与待复合材料的连接体进行真空热处理脱氢，获得结合面性能良好的复合体。本发明提供了一种新型吸氢膨胀物质(尤其是钛合金)与其他材料复合方法。本方法可对吸氢膨胀物质(尤其是钛合金)与其他材料进行复合连接处理，性能优异，待处理材料成分可选范围广泛，可用钛合金与钛合金、其他金属或合金、陶瓷、多孔材料等。

本发明一种吸氢膨胀物质与其他材料的复合方法；将块体A的至少一个面与其他块体B接触，得到待复合体；然后将待复合体用模具紧固，得到组件C；将组件C放入氢气炉加热，通入氢气，使块体A吸氢；块体A吸氢的体积膨胀效应使块体A挤压块体B，同时吸氢反应释放热量，使块体A与块体B间的间隙闭合，形成冶金结合；然后将组件进行真空脱氢，取下夹板即获得性能良好的复合体D，所述块体A为含钛金属块体；所述其他块体的材质以及组成和块体A的材质以及组成一致或不一致。

作为优选方案，本发明一种吸氢膨胀物质与其他材料的复合方法；将块体A与块体B接触；得到待复合体1，然后将待复合体1用模具紧固，得到组件C；将组件C放入氢气炉加热，通入氢气，使块体A吸氢；块体A吸氢的体积膨胀效应使块体A挤压块体B，同时吸氢反应释放热量，使块体A与块体B间的间隙闭合，A-B间形成冶金结合；然后将组件C进行真空脱氢，取下夹板即获得性能良好的复合体D；

或