[发明专利]一种利用NiCu多孔合金中间层钎焊石墨与钛合金的方法

说明书

本发明涉及一种利用NiCu多孔合金中间层钎焊石墨与钛合金的方法，属于异种材料连接技术领域。具体方法为：首先制备NiCu多孔合金薄片，然后对待焊的石墨和钛合金，以及NiCu多孔合金薄片和钎料进行去除氧化膜和清洗，再对其进行装配得到夹层结构的待焊组件，将组件放入真空炉中进行真空钎焊，冷却得到石墨与钛合金连接的焊件。本发明可解决石墨与钛合金的热膨胀系数相差大、接头残余应力大和易开裂等问题，提高接头的力学性能，顺利实现石墨与钛合金的连接。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种利用NiCu多孔合金中间层钎焊石墨与钛合金的方法。该方法具有成本低、操作简单、连接强度高及性能稳定等诸多优点。

背景技术

为满足某些特殊需求或充分发挥材料的性能需要将石墨与钛合金组合使用，在石墨与钛合金的连接过程中，由于石墨与钛合金热膨胀系数差异很大，形成的焊接残余应力问题。焊接残余应力降低了焊接接头的力学性能和使用性能，严重时可导致焊接接头直接开裂，使接头失效。因此，如何缓解钎焊接头中的残余应力成为石墨与钛合金焊接中的难点。可以通过中间层的方法来缓解接头残余应力，多孔中间层一般采用钎料中间置入具有吸能特性多孔中间层的方式组成复合中间层。由于中间层本身的强度一般较低，并且夹层与钎料的结合强度有限，导致该方法的研究并不多。

综上所述，设计一种简单易行、经济性好的中间层的方法来缓解钎焊接头残余应力、提高焊接接头力学性能成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明是要解决现有石墨与钛合金钎焊的接头残余应力巨大的问题，提供了一种利用NiCu多孔合金中间层钎焊石墨与钛合金的方法。

本发明一种利用NiCu多孔合金中间层钎焊石墨与钛合金的方法，是按照如下步骤进行：

一、NiCu多孔合金中间层薄片制备：

(1).粉末配制：将Ni粉和Cu粉按40％-60％：60％-40％的质量百分比配好；

(2).粉末混合：将配合的粉末放入放在V型混粉机上匀速混合12～16h。

(3).薄片成型：将混合好的粉末依次加入适量的吐温、聚乙二醇、甘油、PVB和酒精作为粘结剂将粉末调成粘稠的糊状，然后采用涂膜器，在平板上涂成300μm-500μm厚度的薄片，自然风干24h。

(4).薄片烧结：将风干好的薄片放入真空炉中按照指定工艺烧结，烧结工艺为：保持10～15℃/min的升温速度从室温升至300～400℃，保温30-60min；再以10～12℃/min的升温速度升温至500～600℃，保温30-60min；然后以5～8℃/min的升温速度升温至880～920℃并在该温度下保温60～90min，最后随炉冷却至室温，即得到所述的NiCu多孔合金中间层薄片。

二、去除石墨和钛合金表面的氧化膜和油污：对步骤一得到的NiCu多孔合金薄片和石墨和钛合金进行超声清洗；然后将石墨与钛合金与NiCu多孔合薄片和钎料进行组装，得到装配后的构件；

三、钎焊连接：将步骤二的得到的装配后的构件放置于真空钎焊炉中，施加5-10KPa焊接压力，然后将真空钎焊炉中真空度抽至1×10-3Pa以下，再以加热速率为10～15℃/min的速度加热至860℃-920℃保温10～20min，然后随炉冷却至室温，即完成钎焊。

本发明的有益效果是：