[发明专利]一种用于钎焊陶瓷和合金的非晶复合钎料

说明书

一种用于钎焊陶瓷和合金的复合钎料层，属于钎焊钎料领域，所述钎料包括双层CuTiZrNi非晶钎料和泡沫Cu中间层，且泡沫Cu中间层填充于双层CuTiZrNi非晶钎料之间，所述CuTiZrNi钎料的原子百分数为Cu：41.83、Ti：30.21、Zr：19.76、Ni：8.19。本发明通过在CuTiZrNi非晶钎料中添加泡沫Cu中间层，能有效在钎焊温度为910℃下保温20分钟后，使得钎料与泡沫Cu中间层之间产生塑性变形并彼此紧密接触，润湿母材的表面，使得部分母材也溶解在熔融钎料中，产生交错结构，从而改善了陶瓷和合金连接性的机械性能，提高了界面的结合强度，有效地释放了应力并抑制开裂趋势，使焊缝拥有了良好健全的联合性，避免了钎焊接头硬化、延展性降低对接合强度产生的负面影响。

技术领域

本发明涉及钎焊钎料领域，具体涉及一种用于钎焊陶瓷和合金的非晶复合钎料。

背景技术

陶瓷具有高熔点、出色的抗氧化和抗热冲击性以及优异的化学稳定性。然而，由于其可加工性和脆性特征，很难将这种陶瓷加工成具有复杂形状的部件，所以在使用时，大多采用钎焊将陶瓷与合金进行连接，以满足使用需求。

现有的钎焊加工，因其工序简单、成本较低受到广泛使用，但使用钎料对陶瓷与合金进行钎焊连接时，易因钎料特性造成钎焊接头的联合性不佳，结构强度不佳，从而降低钎焊接头的剪切强度，造成使用时部件出现断裂的情况，影响相应部件的使用。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于钎焊陶瓷和合金的非晶复合钎料，能有效提高陶瓷和合金之间的连接性和抗剪强度，改善钎焊接头的机械性能，提高焊缝的联合性，避免了钎焊接头硬化对接合强度产生的负面影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种用于钎焊陶瓷和合金的非晶复合钎料，所述钎料包括双层CuTiZrNi非晶钎料和泡沫Cu中间层，且泡沫Cu中间层填充于双层CuTiZrNi非晶钎料之间，所述CuTiZrNi钎料的原子百分数为Cu：41.83、Ti：30.21、Zr：19.76、Ni：8.19。

一种用于钎焊陶瓷和合金的钎料的钎焊方法，依次包括如下步骤：

步骤一：取体积比为4：1的ZrB₂粉末和SiC粉末作为原料进行配料，取乙醇作为球磨介质，再将ZrB₂粉末和SiC粉末原料混合后置于行星式研磨机中用氧化锆球进行球磨，球磨转速为240r/min，球磨时间为8小时；

步骤二：将步骤一中球磨后的混料置于蒸发温度为80℃的旋转蒸发仪中去除乙醇，再将混料过200目筛，得到均匀的粉末混合物；

步骤三：将步骤二中所得粉末混合物置于涂覆有BN的石墨模具中，并在压力为30MPa，温度为1950℃的真空环境下对模具中的粉末混合物进行单轴热压成型，热压时间为60min，制得陶瓷；

步骤四：取非晶钎料和步骤三中制得的陶瓷分别置于酒精中进行超声清洗，清洗完成后通过吹风机进行烘干，备用，清洗时间为10min；

步骤五：将陶瓷和合金样品切割成4mm×4mm×4mm大小，并分别将陶瓷底部和合金顶部的待焊面用1000目的碳化硅砂纸进行打磨后，将添加泡沫Cu中间层后的Cu_41.83Ti_30.21Zr_19.76Ni_8.19钎料置于陶瓷和合金的待焊面之间，再将混合摆放后的材料置于1×10^-3Pa的真空下，以10℃/min的加热速率进行加热，直至钎焊温度达到910℃停止，并对其进行保温，保温时间为10min～50min，最后对其进行空冷，得到钎焊完成的钎焊样品。