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一種鉬合金與鎢合金的SPS擴(kuò)散焊接方法與流程

文檔序號:11257316閱讀:1125來源:國知局

本發(fā)明涉及一種異種難熔合金的焊接方法,尤其涉及一種鉬合金與鎢合金的焊接方法。



背景技術(shù):

鉬合金是以鉬為基體添加各種合金元素(如ti、zr、hf、w和稀土元素等)而形成的合金,具有高的再結(jié)晶溫度、優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和良好的抗腐蝕性能,在航空、航天、核能等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,如:利用其優(yōu)良的高溫力學(xué)性能,可用于航天器的散熱面板、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴、魚雷發(fā)動(dòng)機(jī)中承受高溫的配氣閥體等;利用其對液體金屬的良好抗腐蝕性能,可用于制作玻璃熔爐中的攪拌主軸等;還可以用于x射線旋轉(zhuǎn)陽極零件、壓鑄模具、先進(jìn)難變形材料的等溫鍛造模具、高溫爐中的發(fā)熱體和隔熱層等。

鎢合金,是以鎢為基體(w含量85~99wt%)添加re、ti、cr等元素組成的合金體系,具有高熔點(diǎn)、高密度、高硬度、低熱膨脹系數(shù)、良好的抗蝕性和抗氧化性能、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和射線吸收能力等優(yōu)異性能,已成為武器裝備、航空航天、原子能等國防工業(yè)領(lǐng)域和微電子信息、電氣工程、機(jī)械加工等尖端技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,例如:在兵器領(lǐng)域,可用于超高速動(dòng)能穿甲彈;在核聚變領(lǐng)域,可用于聚變堆托克馬克裝置中的面向等離子體材料。

將鉬合金與鎢合金有效連接,是拓展難熔合金在航空航天、核能等領(lǐng)域中應(yīng)用的關(guān)鍵。然而,由于這兩種材料的物理、化學(xué)性能差異大(如熔點(diǎn)差異大),使得兩者之間的連接非常困難。目前主要采用熔焊、釬焊、固相擴(kuò)散連接及瞬間液相連接來實(shí)現(xiàn)高溫合金的連接。但這些方法存在許多不足:難于制得高結(jié)合強(qiáng)度的接頭;對金屬件表面的清潔度及設(shè)備真空度要求很高;固相擴(kuò)散連接及瞬間液相連接所需溫度高、保溫時(shí)間長,導(dǎo)致兩者間的連接耗時(shí)、耗能;熔焊容易產(chǎn)生裂紋;釬焊雖然連接溫度較低,但由于釬料的熔點(diǎn)普遍較低,因此釬焊難于制得能在高溫下使用的接頭。

放電等離子燒結(jié)(sparkplasmasintering,sps)技術(shù)是利用強(qiáng)脈沖直流電流流經(jīng)粉末或模具產(chǎn)生焦耳熱而對粉末進(jìn)行快速固結(jié)成形的一種新方法。近年來,該方法開始被用于焊接領(lǐng)域。sps焊接工藝是將需要連接的材料放在兩個(gè)電極之間,施加壓力的同時(shí)通入脈沖直流電流,利用sps效應(yīng)使其連接界面產(chǎn)生原子擴(kuò)散而進(jìn)行的固相焊接工藝。與傳統(tǒng)的固相擴(kuò)散焊接相比,sps固相擴(kuò)散焊接的優(yōu)勢不僅僅是加熱速率快、能耗低,尤為重要的是sps在傳統(tǒng)固相擴(kuò)散焊接所需的溫度場和應(yīng)力場的基礎(chǔ)上引入了電場。在電場的作用下,電遷移效應(yīng)可加速物質(zhì)擴(kuò)散。因此,采用sps技術(shù)有望在較低溫度和較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對鉬合金與鎢合金的有效連接。另一方面,鉬合金和鎢合金發(fā)生高溫再結(jié)晶后力學(xué)性能會(huì)大幅下降。添加低熔點(diǎn)金屬或合金作為中間過渡層可降低焊接溫度,避免鉬合金和鎢合金焊接過程中發(fā)生再結(jié)晶。鈦,熔點(diǎn)1660℃,屬于難熔金屬。鈦與鉬、鎢可形成完全固溶體。因此,采用鈦?zhàn)鳛殂f合金與鎢合金擴(kuò)散焊接的中間過渡層,有望降低焊接溫度、避免母材發(fā)生再結(jié)晶,獲得高質(zhì)量的焊縫組織,進(jìn)而提高焊接接頭的力學(xué)性能。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有難熔合金,尤其是鉬合金與鎢合金連接技術(shù)的不足之處,本發(fā)明的目的在于將sps技術(shù)應(yīng)用于難熔合金的固態(tài)擴(kuò)散連接,提供一種鉬合金與鎢合金的快速高效焊接方法,通過加入鈦箔作為中間過渡層,以降低焊接溫度、避免母材再結(jié)晶,并在焊縫中通過原子互擴(kuò)散形成完全固溶體,進(jìn)而提高焊接接頭的力學(xué)性能。

本發(fā)明解決技術(shù)問題,采用如下技術(shù)方案:

本發(fā)明鉬合金與鎢合金的sps擴(kuò)散焊接方法,是以鈦箔作為中間過渡層,通過sps技術(shù)對鉬合金與鎢合金進(jìn)行固相擴(kuò)散焊接,從而獲得鉬合金與鎢合金的連接件。具體包括如下步驟:

步驟1、

取待焊接的鉬合金和鎢合金,對鉬合金和鎢合金的待焊接面進(jìn)行預(yù)磨、拋光和超聲清洗并真空干燥;

步驟2、

選用厚度在20~40μm、純度不低于99.5%的鈦箔作為中間過渡層,對鈦箔進(jìn)行酸洗、超聲清洗并烘干;

步驟3、

取石墨模具,所述石墨模具包括上壓頭、下壓頭及石墨陰模;

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自下而上依次放入石墨陰模中,然后用上壓頭和下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于石墨陰模高度的正中間位置;

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為20~60mpa,

升溫速率為20~300℃/min,

連接溫度為800~1100℃,

保溫時(shí)間為10~120min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為5~30℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。

優(yōu)選的,步驟1中,通過依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙分別對鉬合金與鎢合金的待焊接面進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗,使處理好的鉬合金與鎢合金的待焊接面的平面度不大于0.1mm、粗糙度不大于0.1μm。

優(yōu)選的,步驟2中,所述酸洗是使用體積濃度為5%的稀鹽酸對鈦箔浸泡5分鐘,所述超聲清洗是在酒精中進(jìn)行。

最優(yōu)選的,步驟4所述焊接工藝條件為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從900℃降至600℃的區(qū)間降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻。

上述最優(yōu)選的焊接工藝條件是基于單變量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以及大量實(shí)驗(yàn)摸索而獲得的,在此條件下,產(chǎn)品的綜合性能最優(yōu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:

1、本發(fā)明采用sps技術(shù)可實(shí)現(xiàn)鉬合金與鎢合金的快速高效連接,與傳統(tǒng)的連接工藝相比,該方法連接溫度低、保溫時(shí)間短、能耗低、對設(shè)備真空度要求低;添加鈦箔作為中間過渡層,同時(shí)通過電遷移效應(yīng)促進(jìn)原子擴(kuò)散,在不降低母材強(qiáng)度的前提下,實(shí)現(xiàn)鉬合金與鎢合金的高效連接。

2、通過本發(fā)明的焊接方法可保證母材不發(fā)生再結(jié)晶的同時(shí),得到強(qiáng)度高、成型好的鉬合金與鎢合金焊接件,接頭室溫剪切強(qiáng)度可達(dá)296mpa。

3、本發(fā)明優(yōu)化了鉬合金與鎢合金的sps擴(kuò)散焊接工藝,當(dāng)軸向壓力、加熱速率、連接溫度、保溫時(shí)間和降溫速率分別優(yōu)選為50mpa、100℃/min、900℃、30min、20℃/min時(shí),更能充分發(fā)揮該焊接工藝的優(yōu)勢,在保證有足夠厚的擴(kuò)散層的同時(shí)有效抑制母材再結(jié)晶過程中的晶粒長大。

具體實(shí)施方式

如下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。

下述實(shí)施例所用放電等離子燒結(jié)爐為日本sinterlandinc公司生產(chǎn)的labox-350放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其電流類型為直流脈沖電流,脈沖序列為40:7;所用石墨模具的內(nèi)徑為φ8mm。

下述實(shí)施例中所用鉬合金為tzm合金,所用鎢合金為wre合金,二者均為鍛造態(tài):tzm合金的成分為0.4~0.6wt.%的ti、0.07~0.12wt.%的zr和0.01~0.04wt.%的c,其余為mo(不計(jì)雜質(zhì)含量),平均晶粒尺寸為100μm;wre合金的成分為24~26wt.%的re,其余為w(不計(jì)雜質(zhì)含量),平均晶粒尺寸為10μm。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.06mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.05μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為296mpa。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.06mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.04μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為800℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為194mpa。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.06mm和0.08μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.06μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為1000℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為137mpa。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.07mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.08mm和0.05μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為20mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為163mpa。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.06mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.08mm和0.05μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為10min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為201mpa。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.08mm和0.05μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為100℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為60min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為20℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為220mpa。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.08mm和0.06μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.1mm和0.07μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為20mpa,

升溫速率為300℃/min,

連接溫度為1100℃,

保溫時(shí)間為10min,

降溫速率為:從連接溫度降至1000℃的區(qū)間的降溫速率為15℃/min,從1000℃降至600℃的區(qū)間的降溫速率為30℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為97mpa。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.08mm和0.06μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.1mm和0.07μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為20mpa,

升溫速率為200℃/min,

連接溫度為1000℃,

保溫時(shí)間為30min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為30℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為117mpa。

實(shí)施例9

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.07mm和0.06μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.05mm和0.08μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為30mpa,

升溫速率為80℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為60min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為16℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為243mpa。

實(shí)施例10

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.07mm和0.07μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.06mm和0.1μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為30mpa,

升溫速率為50℃/min,

連接溫度為1000℃,

保溫時(shí)間為60min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為10℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為115mpa。

實(shí)施例11

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.08μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.05mm和0.07μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為60mpa,

升溫速率為20℃/min,

連接溫度為800℃,

保溫時(shí)間為120min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為5℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為149mpa。

實(shí)施例12

本實(shí)施例的鉬合金和鎢合金的sps擴(kuò)散焊接按如下步驟進(jìn)行:

步驟1、

對鉬合金與鎢合金的待焊接面依次使用#400、#800、#1000、#1200、#1500、#2000金相砂紙進(jìn)行預(yù)磨,而后拋光并在酒精中超聲清洗;處理后的鉬合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.09mm和0.08μm,處理后的鎢合金待焊接面的平面度和粗糙度分別為0.05mm和0.07μm。

步驟2、

將鈦箔置于體積濃度為5%的稀鹽酸中浸泡5min,隨后在酒精中超聲清洗,最后烘干備用。

步驟3、

將處理好的鉬合金、鈦箔、鎢合金自上而下依次放入石墨陰模中,然后用上、下壓頭壓緊,同時(shí)使鈦箔位于陰模高度的正中間位置。

步驟4、

將裝有待焊接件的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐膛中,抽真空至低于8pa,然后通入直流脈沖電流,對鉬合金和鎢合金進(jìn)行擴(kuò)散焊接,焊接工藝為:

軸向壓力為50mpa,

升溫速率為200℃/min,

連接溫度為900℃,

保溫時(shí)間為10min,

降溫速率為:從連接溫度降至600℃的區(qū)間的降溫速率為5℃/min,從600℃降至室溫區(qū)間隨爐冷卻;

待冷卻后即獲得鉬合金與鎢合金的連接件。經(jīng)測試,接頭的室溫剪切強(qiáng)度為210mpa。

以上僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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