專利名稱：一種碳基復(fù)合材料與鈦合金的釬焊方法
一種碳基復(fù)合材料與鈦合金的釬焊方法，涉及碳基復(fù)合材料的表面活性金屬層和鈦合金釬焊的方法。
本發(fā)明中涉及的碳基復(fù)合材料是指碳/碳復(fù)合材料和碳/碳化硅復(fù)合材料。碳基復(fù)合材料具有密度低、熱傳導(dǎo)性好、升華點(diǎn)高及抗熱震性好等優(yōu)點(diǎn)。在航空、航天領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多，這些碳基復(fù)合材料都需要與金屬連接。由于碳基復(fù)合材料的表面不易被焊料潤濕，因此，碳基復(fù)合材料與鈦合金尚無有效地釬焊連接方法。與碳基復(fù)合材料相類似的材料釬焊工藝有金剛石、石墨與黑色金屬的釬焊；陶瓷與金屬的釬焊等。它們主要有燒釉封接、燒結(jié)金屬粉末法、熔焊、固相壓力擴(kuò)散焊、活性金屬釬焊、自蔓延高溫合成焊接等方法。這些工藝的共同特點(diǎn)是焊接溫度高。通過提高焊接溫度達(dá)到提高焊料對材料的潤濕性，提高焊接強(qiáng)度。這些工藝的焊接溫度一般在1100℃～1500℃，這個溫度已經(jīng)超過了鈦合金的相變溫度，會使鈦合金的性能下降。如活性金屬釬焊法是在金屬與Si3N4之間插入中間緩沖層(其中銅、鈦?zhàn)鳛檐浶跃彌_層，鎢、鉬作為硬性緩沖層)的方法，有效地降低了殘余應(yīng)力，提高了焊接強(qiáng)度。但由于緩沖層中，熔點(diǎn)最低的銅材的熔點(diǎn)為1083℃，這個溫度高于與碳基復(fù)合材料連接的鈦合金的相變溫度。
本發(fā)明的目的就是為了克服以上缺點(diǎn)，提供一種焊接溫度低，焊接強(qiáng)度高的碳基復(fù)合材料與鈦合金的釬焊方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
把碳基復(fù)合材料在釬焊前通過表面改性，在其表面用擴(kuò)滲、沉積一層厚0.5～12.5μm的金屬梯度層，該金屬梯度層與碳基復(fù)合材料表面緊密結(jié)合，在真空中用焊料使覆有金屬梯度層的碳基復(fù)合材料與鈦合金釬焊起來。該金屬梯度層的表面為鈦層，與釬焊料有優(yōu)良的潤濕性能。


附圖1為本發(fā)明的釬焊結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為金屬梯度層的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
一種碳基復(fù)合材料與鈦合金的釬焊方法，其特征在于碳基復(fù)合材料1的表面擴(kuò)滲、沉積金屬梯度層2，在2X10-3Pa高真空下，用鈦基或銀基釬焊料3，溫度900℃～950℃，保溫10min～30min，使碳基復(fù)合材料1與鈦合金4連接起來。其金屬梯度層2的特征在于由表層鈦合金層5；與碳基復(fù)合材料1能形成擴(kuò)散層7的Ni、W、Ta、Re、Mo、Ru中的任一種金屬或任兩種的合金組成。
實(shí)施例在碳/碳復(fù)合材料表面擴(kuò)滲、沉積一層厚3μm的金屬梯度層Ni，使它們之間形成擴(kuò)散層，在沉積一層2μm的TC4鈦合金層，用高真空釬焊工藝在2X10-3pa真空下，用銀基釬焊料在800～850℃，保溫15min。焊縫的剪切強(qiáng)度為48MPa。
權(quán)利要求
1.一種碳基復(fù)合材料與鈦合金的釬焊方法，其特征在于碳基復(fù)合材料1的表面擴(kuò)滲、沉積金屬梯度層2，在2X10-3Pa高真空下，用鈦基或銀基釬焊料3，溫度600℃～950℃，保溫10min～30min，使碳基復(fù)合材料1與鈦合金4連接起來。
2.權(quán)利要求1所涉及的表面擴(kuò)滲、沉積金屬梯度2，其特征在于由鈦合金表層5；過渡層6；擴(kuò)滲層7組成，金屬梯度2的厚度是0.5～125μm。
3.權(quán)利要求2所涉及的過渡層6是由Ni、W、Ta、Re、Mo、Ru中的任一種金屬或任兩種的合金組成。
全文摘要
本發(fā)明采用在碳基復(fù)合材料表面擴(kuò)滲、沉積金屬梯度層，提高了碳基復(fù)合材料表面焊料濕潤性能，在2×10
文檔編號B23K1/20GK1451505SQ02116859
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者李爭顯, 周廉, 徐重, 張躍飛, 杜繼紅 申請人:西北有色金屬研究院