CN100413636C - TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法 - Google Patents
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Abstract
TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,它涉及一种增压涡轮与钢轴的连接方法。本发明解决了Ni基合金增压涡轮使用中存在发动机启动、停止响应性差问题及TiAl基合金涡轮与钢轴采用扩散连接,存在接头质量难以保证问题;采用摩擦焊接存在接头易开裂问题;采用普通钎焊,存在接头强度低问题。它由以下步骤完成:a.在TiAl基合金增压涡轮连接轴(1)上加工外螺纹(1-1),在钢轴(2)上加工内螺纹套(2-1)和轴向工艺通孔(2-2);b.在内螺纹套(2-1)的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏(3);c.将TiAl基合金增压涡轮(4)与钢轴(2)装配在一起;d.将装配好后的工件钎焊。本发明可实现TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种增压涡轮与钢轴的连接方法,具体涉及一种TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法。
背景技术
在航空航天、军用战车以及高级轿车等领域中,普遍采用涡轮增压的方法来改善发动机的性能。增压涡轮多采用Ni基高温合金制成,Ni基合金比重大,发动机工作过程中容易产生启动、停止响应性差的问题。要想解决此类问题,需要找到一种轻质耐高温材料来代替Ni基合金。由于TiAl基合金具有密度低、比强度大、比刚度高、高温力学性能及抗氧化性能好的优点,如能采用轻质耐高温的TiAl基合金代替Ni基合金制造增压涡轮,将大大提高发动机的启动性能以及动态响应性能,降低发动机的废气排放量,提高发动机的燃油热效率,为此,需要解决TiAl基合金涡轮与钢轴连接的技术问题。目前,TiAl基合金涡轮与钢轴的连接主要采用扩散连接、摩擦焊及钎焊的连接方法。实践证明,采用扩散连接,存在接头脆性相多、接头质量难以保证,连接时间长、连接成本高的问题;采用摩擦焊,同样存在接头脆性相多的问题,并且摩擦焊冷却速度快易引起钢中马氏体转变,在接头中产生较大的残余应力引起接头开裂的问题,摩擦焊方法无法对小尺寸试件进行焊接;专利CN1183334A所采用的方法,需要在TiAl基合金轴上热锻压入Ni基合金套,再对Ni基合金套与钢轴进行摩擦焊接,由于Ni基合金套与TiAl基合金涡轮之间不是冶金结合,材料的热膨胀系数存在较大的差别,这就使TiAl基合金增压涡轮与Ni基合金套在高温、高速旋转条件下工作时有可能产生脱套现象,并且采用此焊接方法还存在工艺复杂的问题;采用普通钎焊,存在接头强度低问题(如专利EP0837221A2就存在此问题)。
发明内容
本发明的目的是为解决采用Ni基高温合金增压涡轮存在Ni基合金比重大,发动机工作过程中容易产生启动、停止响应性差问题及采用TiAl基合金涡轮与钢轴采用扩散连接,存在接头脆性相多、接头质量难以保证问题;采用摩擦焊,接头脆性相多、易引起接头开裂、无法对小尺寸试件进行焊接问题;采用普通钎焊,存在接头强度低问题而提供的一种TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法。它由以下步骤完成:a、在TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上加工外螺纹1-1,将钢轴2沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套2-1及与内螺纹套2-1相通的轴向工艺通孔2-2;b、在内螺纹套2-1的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3,所述的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9~11∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:22.5~29.5%、Ni:1.5~4.5%、Li:0.3~1.5%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为1~3∶100的比例混合搅拌制得;c、将所述的TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴旋入到钢轴2的内螺纹套2-1内,钢轴2的内螺纹套2-1的内螺纹2-1-1与TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上的外螺纹1-1采用间隙配合,间隙量为Δ;d、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2装配好后置于Ar气保护下钎焊,钎焊加热温度为860~950℃,保温时间为2~15min,升温速度为10~50℃/min。
本发明具有以下有益效果:一、本发明在TiAl基合金增压涡轮连接轴的外壁上加工外螺纹,并将钢轴沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套,在内螺纹套的内壁上均匀涂抹钎料膏,将TiAl基合金涡轮连接轴旋入到钢轴的内螺纹套中,旋入过程中钎料膏在螺纹的旋转力及摩擦力的作用下能够均匀的填充于螺纹配合间隙内,将TiAl基合金涡轮与钢轴配合好后,钎焊加热、钎料熔化,最后凝固形成高强度接头。二、本发明的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉与粘结剂按一定重量配比制成,所采用的AgCuNiLi钎料粉与普通的AgCu或AgCuTi钎料粉相比较,本发明的AgCuNiLi钎料粉中由于含有活性元素Li,可对钢表面起到自钎剂的活化作用,在工业用Ar气保护下即可实现TiAl基合金增压涡轮与结构钢轴的钎焊。三、本发明采用的钎焊与真空钎焊相比较,可解决必须在高真空条件下进行钎焊带来的运行周期长问题;另外由于本发明的钎料粉中含有Ni元素,可提高接头的高温力学性能,在一定程度上提高了接头的使用温度。四、在钢轴的内螺纹套内沿轴线方向加工有与内螺纹套相通的轴向工艺通孔,其作用是可将AgCuNiLi钎料膏中的粘合剂、水在加热过程中通过工艺通孔挥发掉;同时还可降低钢轴的转动惯量。五、TiAl基合金增压涡轮连接轴与钢轴采用螺纹连接,内螺纹与外螺纹之间采用间隙配合,AgCuNiLi钎料膏中的粘合剂、水在加热过程中可通过螺纹间隙挥发掉,该间隙能够很好的实现钎焊连接。六、TiAl基合金增压涡轮连接轴与钢轴采用螺纹连接,在起到定位作用的同时,还可起到强度补偿的作用。七、本发明具有连接方法简单、容易操作,能够实现TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接的优点。
附图说明
图1是TiAl基合金增压涡轮连接轴1加工有外螺纹1-1的主视图,图2是钢轴2沿轴线方向加工有内螺纹套2-1和轴向工艺通孔2-2的主视剖面图,图3是在内螺纹套2-1的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3的主视剖面图,图4是TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2采用螺纹连接的主视图,图5是TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2钎焊在一起的结构图,图6是TiAl基合金增压涡轮连接轴1与内螺纹套2-1采用间隙配合的结构图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6说明本实施方式,本实施方式的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法由以下步骤完成:a、在TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上加工外螺纹1-1,将钢轴2沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套2-1及与内螺纹套2-1相通的轴向工艺通孔2-2;b、在内螺纹套2-1的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3,所述的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9~11∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:22.5~29.5%、Ni:1.5~4.5%、Li:0.3~1.5%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为1~3∶100的比例混合搅拌制得;c、将所述的TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴旋入到钢轴2的内螺纹套2-1内,钢轴2的内螺纹套2-1的内螺纹2-1-1与TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上的外螺纹1-1采用间隙配合,间隙量为Δ;d、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2装配好后置于Ar气保护下钎焊,钎焊加热温度为860~950℃,保温时间为2~15min,升温速度为10~50℃/min,TiAl基合金增压涡轮连接轴1的直径可在10~100mm之间选取。
具体实施方式二:结合图1、图2说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的a步骤中,在TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上加工细牙外螺纹,将钢轴2沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的细牙外螺纹连接轴相配合的细牙内螺纹套及与细牙内螺纹套相通的轴向工艺通孔2-2。采用细牙螺纹,可保证TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2的连接强度和刚度。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施一的不同点是:本实施方式的b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3,所述的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:22.6%、Ni:4.4%、Li:0.9%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为1∶100的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数制成的AgCuNiLi钎料膏3适用于TiAl基合金增压涡轮连接轴1直径不大的条件下。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3,所述的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为10∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:29.4%、Ni:1.6%、Li:0.3%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为2∶100的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数制成的AgCuNiLi钎料膏3适用于TiAl基合金增压涡轮连接轴1直径较大的条件下。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏3,所述的AgCuNiLi钎料膏3由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为11∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:26.0%、Ni:3.0%、Li:1.4%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为3∶100的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数制成的AgCuNiLi钎料膏3适用于TiAl基合金增压涡轮连接轴1直径很大的条件下。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的b步骤中,所述的AgCuNiLi钎料膏3由颗粒度为45~75μm的AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9~11∶1的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数,不仅可保证钢轴2的内螺纹套2-1的内螺纹2-1-1与TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上的外螺纹1-1相配合时,AgCuNiLi钎料膏3与TiAl基合金增压涡轮连接轴1及钢套2紧密接触,同时还可保证TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2高强度的连接在一起。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式六的不同点是:本实施方式的b步骤中,所述的AgCuNiLi钎料膏3由颗粒度为46μm的AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9∶1的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数,可保证AgCuNiLi钎料膏3均匀地覆盖在TiAl基合金增压涡轮连接轴1和内螺纹套2-1之间的接触面上,从而保证了TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2高强度的连接在一起。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式六的不同点是:本实施方式的b步骤中,所述的AgCuNiLi钎料膏3由颗粒度为74μm的AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为11∶1的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数,可保证TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2高强度的连接在一起,适合于TiAl基合金增压涡轮连接轴1轴径较大的情况下。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式六的不同点是:本实施方式的b步骤中,所述的AgCuNiLi钎料膏3由颗粒度为60μm的AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为10∶1的比例混合搅拌制得。采用上述技术参数,可保证TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2高强度的连接在一起。
具体实施方式十:结合图6说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的c步骤中,钢轴2的内螺纹套2-1的内螺纹2-1-1与TiAl基合金增压涡轮连接轴1的外壁上的外螺纹1-1配合的间隙量Δ为80~100μm。间隙量Δ在此范围内选取,可保证AgCuNiLi钎料膏3中的粘合剂、水在加热过程中从此配合间隙中挥发掉。
具体实施方式十一:结合图6说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式十的不同点是:本实施方式的c步骤中,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1配合的间隙量Δ为90μm。当TiAl基合金增压涡轮连接轴1与钢套2的内螺纹套2-1配合直径较大时,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1可选择较大的间隙量Δ,这样可保证AgCuNiLi钎料膏3中的粘合剂、水在加热过程中从此配合间隙中迅速挥发掉。
具体实施方式十二:结合图6说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式十的不同点是:本实施方式的c步骤中,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1配合的间隙量Δ为80μm。当TiAl基合金增压涡轮连接轴1与钢套2的内螺纹套2-1配合直径较小时,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1可选择较小的间隙量Δ,这样可保证AgCuNiLi钎料膏3中的粘合剂、水在加热过程中从此配合间隙中迅速挥发掉。
具体实施方式十三:结合图6说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式十的不同点是:本实施方式的c步骤中,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1配合的间隙量Δ为100μm。当TiAl基合金增压涡轮连接轴1与钢套2的内螺纹套2-1配合直径很大时,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1可选择大的间隙量Δ,这样可保证AgCuNiLi钎料膏3中的粘合剂、水在加热过程中从此配合间隙中迅速挥发掉。
具体实施方式十四:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的d步骤中,钎焊加热温度为900~930℃,保温时间为5~8min,升温速度为20~30℃/min。采用上述技术参数,可提高TiAl基合金增压涡轮连接轴1与钢套2的连接强度。
具体实施方式十五:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的d步骤中,钎焊加热温度为910℃,保温时间为6min,升温速度为25℃/min。采用上述技术参数,可保证TiAl基合金增压涡轮连接轴1与钢套2高强度连接。
具体实施方式十六:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:本实施方式的a步骤中,TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Ti:23~68%、Al:22~69%、V:1.0~3.0%、Cr:1.5~2.5%、Nb:1.5~2.5%。可保证TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2的连接强度。
具体实施方式十七:本实施方式与具体实施方式十六的不同点是:本实施方式的a步骤中,TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Ti:24%、Al:68%、V:3.0%、Cr:2.5%、Nb:2.5%。可保证TiAl基合金增压涡轮连接轴1的强度。
具体实施方式十八:本实施方式与具体实施方式十六的不同点是:本实施方式的a步骤中,TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Ti:67%、Al:26.5%、V:2.5%、Cr:2.0%、Nb:2.0%。可保证TiAl基合金增压涡轮连接轴1的强度。
具体实施方式十九:本实施方式与具体实施方式十六的不同点是:本实施方式的a步骤中,TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Ti:65%、Al:30%、V:1.8%、Cr:1.6%、Nb:1.6%。可保证TiAl基合金增压涡轮连接轴1的强度。
具体实施方式二十:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6说明本实施方式,本实施方式的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法由以下步骤完成:a、待焊的TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Al:46.5%、V:2.5%、Cr:1.5%、Ti:余量,在待焊的TiAl基合金增压涡轮盘直径为155mm、连接轴直径为25mm的TiAl基合金增压涡轮4的连接轴外壁上加工出外螺纹1-1,螺纹大径为18mm,螺纹长度为30mm;将待焊的直径为25mm的42CrMo钢轴沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套2-1及与内螺纹套2-1相通的轴向工艺通孔2-2,内螺纹套2-1的螺纹长度为35mm,轴向工艺通孔2-2的直径为6mm;b、将外螺纹连接轴及内螺纹套2的螺纹配合部位进行清洗,即先在丙酮中进行超声波清洗,再分别进行酸洗,酸洗可采用稀盐酸或稀硫酸,清洗后在内螺纹套2-1的内壁上涂抹3.2~3.6g的AgCuNiLi钎料膏3;c、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2通过螺纹连接在一起,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1的配合间隙Δ为95μm;d、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2装配好后置于Ar气保护下的钎焊炉内加热、钎焊,钎焊加热温度为900~930℃,最佳加热温度为910℃;保温时间为5~8min,最佳保温时间为6min;升温速度为20~30℃/min,最佳升温速度为25℃/min;凝固形成高强度接头。
TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2的钎焊接头拉伸测试结果:常温拉伸力201.6KN、折合成等截面接头拉伸强度为410.9Mpa;高温拉伸力190.1KN(高温拉伸温度为400℃)、折合成等截面接头拉伸强度为387.5MPa。
具体实施方式二十一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6说明本实施方式,本实施方式的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法由以下步骤完成:a、待焊的TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Al:46.5%、V:2.5%、Cr:1.5%、Ti:余量,在待焊的TiAl基合金增压涡轮盘直径为85mm、连接轴直径为20mm的TiAl基合金增压涡轮4的连接轴外壁上加工出外螺纹1-1,螺纹大径为16mm,螺纹长度为28mm;将待焊的直径为20mm的42CrMo钢轴沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套2-1及与内螺纹套2-1相通的轴向工艺通孔2-2,内螺纹套2-1的螺纹长度为32mm,轴向工艺通孔2-2的直径为6mm;b、将外螺纹连接轴及内螺纹套2的螺纹配合部位进行清洗,即先在丙酮中进行超声波清洗,再分别进行酸洗,酸洗可采用稀盐酸或稀硫酸,清洗后在内螺纹套2-1的内壁上涂抹2.0~2.8g的AgCuNiLi钎料膏3;c、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2通过螺纹连接在一起,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1的配合间隙Δ为86μm;d、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2装配好后置于Ar气保护下的钎焊炉内加热、钎料熔化、凝固形成高强度接头,钎焊加热温度为900~930℃,最佳加热温度为910℃;保温时间为5~8min,最佳保温时间为6min;升温速度为20~30℃/min,最佳升温速度为25℃/min。
TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2的钎焊接头拉伸测试结果:常温拉伸力128.8KN、折合成等截面接头拉伸强度为410.2Mpa;高温拉伸力116.5KN(高温拉伸温度为400℃)、折合成等截面接头拉伸强度为371.0Mpa。
具体实施方式二十二:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6说明本实施方式,本实施方式的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法由以下步骤完成:a、待焊的TiAl基合金增压涡轮4由以下组分并按照原子百分比组成:Al:46.5%、V:2.5%、Cr:1.5%、Ti:余量,在待焊的TiAl基合金增压涡轮盘直径为95mm、连接轴直径为18mm的TiAl基合金增压涡轮4的连接轴的外壁上加工出外螺纹1-1,螺纹大径为14mm,螺纹长度为25mm;将待焊的直径为18mm的42CrMo钢轴沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮4的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套2-1及与内螺纹套2-1相通的轴向工艺通孔2-2,内螺纹套2-1的螺纹长度为32mm,轴向工艺通孔2-2的直径为6mm;b、将外螺纹连接轴及内螺纹套2的螺纹配合部位进行清洗,即先在丙酮中进行超声波清洗,再分别进行酸洗,酸洗可采用稀盐酸或稀硫酸,清洗后在内螺纹套2-1的内壁上涂抹1.5~2.0g的AgCuNiLi钎料膏3;c、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2通过螺纹连接在一起,内螺纹2-1-1与外螺纹1-1的配合间隙Δ为82μm;d、将TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2装配好后置于Ar气保护下的钎焊炉内加热、钎料熔化、凝固形成高强度接头,钎焊加热温度为900~930℃,最佳加热温度为910℃;保温时间为5~8min,最佳保温时间为6min;升温速度为20~30℃/min,最佳升温速度为25℃/min。
TiAl基合金增压涡轮4与钢轴2的钎焊接头拉伸测试结果:常温拉伸力105.7KN、折合成等截面接头拉伸强度为415.6Mpa;高温拉伸力96.0KN(高温拉伸温度为400℃)、折合成等截面接头拉伸强度为377.4Mpa。
Claims (10)
1. 一种TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于它由以下步骤完成:a、在TiAl基合金增压涡轮连接轴(1)的外壁上加工外螺纹(1-1),将钢轴(2)沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮(4)的外螺纹连接轴相配合的内螺纹套(2-1)及与内螺纹套(2-1)相通的轴向工艺通孔(2-2);b、在内螺纹套(2-1)的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏(3),所述的AgCuNiLi钎料膏(3)由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9~11∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:22.5~29.5%、Ni:1.5~4.5%、Li:0.3~1.5%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为1~3∶100的比例混合搅拌制得;c、将所述的TiAl基合金增压涡轮(4)的外螺纹连接轴旋入到钢轴(2)的内螺纹套(2-1)内,钢轴(2)的内螺纹套(2-1)的内螺纹(2-1-1)与TiAl基合金增压涡轮连接轴(1)的外壁上的外螺纹(1-1)采用间隙配合,间隙量为Δ;d、将TiAl基合金增压涡轮(4)与钢轴(2)装配好后置于Ar气保护下钎焊,钎焊加热温度为860~950℃,保温时间为2~15min,升温速度为10~50℃/min。
2. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于a步骤中,在TiAl基合金增压涡轮连接轴(1)的外壁上加工细牙外螺纹,将钢轴(2)沿轴线方向加工出与TiAl基合金增压涡轮(4)的细牙外螺纹连接轴相配合的细牙内螺纹套及与细牙内螺纹套相通的轴向工艺通孔(2-2)。
3. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于a步骤中,所述的TiAl基合金增压涡轮(4)由以下组分并按照原子百分比组成:Ti:23~68%、Al:22~69%、V:1.0~3.0%、Cr:1.5~2.5%、Nb:1.5~2.5%。
4. 根据权利要求2所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏(3),所述的AgCuNiLi钎料膏(3)由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:22.6%、Ni:4.4%、Li:0.9%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为1∶100的比例混合搅拌制得。
5. 根据权利要求2所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏(3),所述的AgCuNiLi钎料膏(3)由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为10∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:29.4%、Ni:1.6%、Li:0.3%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为2∶100的比例混合搅拌制得。
6. 根据权利要求2所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于b步骤中,在细牙内螺纹套的内壁上涂覆AgCuNiLi钎料膏(3),所述的AgCuNiLi钎料膏(3)由AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为11∶1的比例混合搅拌制得,所述的AgCuNiLi钎料粉由以下组分并按照重量百分比组成:Cu:26.0%、Ni:3.0%、Li:1.4%、Ag余量,所述的粘合剂由羟乙基纤维素和蒸馏水按照重量配比为3∶100的比例混合搅拌制得。
7. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于b步骤中,所述的AgCuNiLi钎料膏(3)由颗粒度为45~75μm的AgCuNiLi钎料粉和粘合剂按照重量配比为9~11∶1的比例混合搅拌制得。
8. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于c步骤中,钢轴(2)的内螺纹套(2-1)的内螺纹(2-1-1)与TiAl基合金增压涡轮连接轴(1)的外壁上的外螺纹(1-1)配合的间隙量Δ为80~100μm。
9. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于d步骤中,钎焊加热温度为900~930℃,保温时间为5~8min,升温速度为20~30℃/min。
10. 根据权利要求1所述的TiAl基合金增压涡轮与钢轴的高强度连接方法,其特征在于d步骤中,钎焊加热温度为910℃,保温时间为6min,升温速度为25℃/min。
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