CN103332872A - 高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，该方法首先(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧氢处理；然后将烧氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在1200℃～1300℃高温条件下进行封接。本发明提供的制备方法，可操作性强，工艺设计合理，能够实现高硼硅硬质玻璃与可伐合金的直接匹配封接，可大大简化原封接技术采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃外管和4J29可伐合金的过渡玻璃进行过渡封接步骤，生产效率更高，产品的质量更高，生产成本低。

Description

高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法
技术领域
本发明设计一种玻璃和金属的封接方法，具体涉及一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法。 
背景技术
高硼硅玻璃（又名硬质玻璃），因线热膨胀系数为(3.3士0.1)×10-6/K，也称之为“硼硅玻璃3.3”。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，太阳能中高温集热管由3.3高硼硅玻璃外管和不锈钢金属内管组成夹层为真空的双层管，因此，需进行3.3高硼硅玻璃外管和金属内管的封接，封接强度和气密性是集热管质量和寿命的关键影响因素。因玻璃的膨胀系数约为（3.3士0.1）×10-6/K，与不锈钢内管的膨胀系数差距过大，一般采用低膨胀合金4J29可伐，作为过渡金属，但4J29可伐合金的膨胀系数为5.3×10-6/K，而玻璃和金属封接的可靠膨胀系数差，不能超过15%，因此，现有技术的封接需要采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃和4J29可伐合金的过渡玻璃，进行过渡封接，过渡封接质量虽然能满足要求，但生产效率低、质量稳定一致性差、生产成本高，难以推广应用。 
因此，很有必要在现有技术的基础之上，研究设计一种与高硼硅玻璃膨胀系数接近，无需采用多种过渡合金，生产效率高的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法。 
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种组份配比科学合理，尤其是膨胀系数为3.0×10-6/K，与高硼硅玻璃热膨胀系数匹配性好，可直接与高硼硅玻璃进行匹配封接的可伐合金，采用本发明通过大量实验筛选得到的膨胀系数为3.0×10-6/K可伐合金可与高硼硅玻璃进行直接封接，整个工艺操作性强，工艺设计合理，产品生产效率高，产品质量一致性好。 
技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为： 
一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，它包括以下步骤： 
(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧湿氢处理； 
(2)取步骤(1)烧氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在高温（1200℃～1300℃）条 件下进行封接。 
所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成： 
Ni 27%～32%，Co 11%～15%，Mn 0.3%～0.5%，Si 0%～0.2%，Cr 0%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0%～0.025%，P 0%～0.025%，C 0.05%～0.06%，剩余为Fe； 
(3)取步骤(2)封接好的可伐合金与高硼硅玻璃在1000℃～1100℃条件下进行退火处理。 
作为优选方案，本发明所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成： 
Ni 27%～32%，Co 11%～15%，Mn 0.3%～0.5%，Si 0.05%～0.2%，Cr 0.05%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0.001%～0.025%，P0.001%～0.025%，C 0.05%～0.06%，剩余为Fe； 
本发明根据高硼硅玻璃的理化性质和特殊的热膨胀系数，通过大量实验筛选可伐合金的组成成分和各组份的重量配比，实验结果表明，本发明优选得到的可伐合金的膨胀系数为3.0×10-6/K的特殊可伐合金，能够实现玻璃和金属的直接匹配封接，可大大简化现有封接技术采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃和4J29可伐合金的过渡玻璃进行过渡封接方法，生产效率更高，封接的产品质量稳定一致性好、生产成本更低，取得了非常好的技术效果。 
作为优选方案，以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(1)所述的烧湿氢处理的温度为1050℃，烧湿氢时间为60分钟。本发明先对可伐合金表面进行喷砂毛化处理，可提高可伐合金与高硼硅硬质玻璃封接的紧密性，并且本发明为了进一步提高可伐合金与高硼硅硬质玻璃封接后的紧密性，匹配性，本发明通过大量实验筛选可伐合金烧湿氢的温度为1050℃，烧湿氢时间为60分钟，通过烧湿氢处理后，可更加彻底去除可伐合金表面杂质，降低其内应力，形成易与高硼硅玻璃熔合的化合物，能够更好的提高与高硼硅硬质玻璃匹配封接质量。 
作为优选方案，以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(2)的封接方式为可伐合金***到高硼硅玻璃内进行封接或者可伐合金与高硼硅玻璃对接进行封接。 
本发明在优选出膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金后及其烧湿氢处理工艺后，又通过大量实验筛选封接时的加热温度，通过本发明优选的1200℃～1300℃的封接加热温度，可以保证高硼硅硬质玻璃与可伐合金完美封接，不仅连接稳定牢固，而且稳定性好，使用寿命长。因为温度过高，高硼硅硬质玻璃与可伐合金 易变形，封接得到的产品质量低，稳定性和一致性差，而如温度过低又不能使高硼硅硬质玻璃与可伐合金顺利完成紧密封接，会产生空隙或气泡，产品的封接不紧密，质量较低。 
有益效果：本发明提供的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法与现有技术相比具有以下优点： 
本发明所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，可操作性强，工艺设计合理，生产效率高，制备得到的产品的质量一致性好。 
尤其是本发明通过大量实验筛选可伐合金的组成成分和各组份的重量配比，实验结果表明，本发明优选得到的可伐合金的膨胀系数为3.0×10-6/K，能够实现与高硼硅硬质玻璃的直接匹配封接，可大大简化现有封接技术采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃和4J29可伐合金的过渡玻璃进行过渡封接步骤，取得了非常好的技术效果，可广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业，具有重要的经济效益和社会效益。 
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 
实施例1 
一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，它包括以下步骤： 
(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧湿氢处理； 
(2)取步骤(1)烧湿氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在高温1200℃条件下进行封接； 
本发明所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成： 
Ni 32%，Co 15%，Mn 0.5%，Si 0.2%，Cr 0.2%，Cu 0.2%，Mo 0.2%，S 0.025%，P0.025%，C 0.06%，剩余为Fe； 
(3)取步骤(2)封接好的可伐合金与高硼硅玻璃在1000℃～1100℃条件下进行退火处理。 
以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(1)所述的烧湿氢处理的温度为1050℃，烧氢时间为60分钟。 
以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(2)的封接方式为可伐合金***到高硼硅玻璃内进行封接。 
实施例2 
一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，它包括以下步骤： 
(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧氢处理； 
(2)取步骤(1)烧氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在高温1300℃条件下进行封接； 
本发明所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成：Ni 27%，Co 11%，Mn 0.3%，Si 0.05%，Cr 0.05%，Cu 0.15%，Mo 0.15%，S 0.001%，P0.001%，C 0.05%，剩余为Fe； 
(3)取步骤(2)封接好的可伐合金与高硼硅玻璃在1000℃～1100℃条件下进行退火处理。 
以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(1)所述的烧湿氢处理的温度为1050℃，烧氢时间为60分钟。 
以上所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，步骤(2)的封接方式为可伐合金与高硼硅玻璃对接进行封接。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧湿氢处理；
(2)取步骤(1)烧湿氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在1200℃～1300℃高温条件下进行封接；
所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成：
Ni 27%～32%，Co 11%～15% ，Mn 0.3%～0.5%，Si  0%～0.2% ，Cr 0%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0%~0.025%，P 0%~0.025%，C 0.05%~0.06%，剩余为Fe；
(3)取步骤(2)封接好的可伐合金与高硼硅玻璃在1000℃～1100℃条件下进行退火处理。
2.根据权利要求1所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，其特征在于，步骤（2）所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成：
Ni 27%～32%，Co 11%～15% ，Mn 0.3%～0.5%，Si  0.05%～0.2% ，Cr 0.05%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0.001%~0.025%，P0.001%~0.025%，C 0.05%~0.06%，剩余为Fe。
3.根据权利要求1所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，其特征在于，步骤(1)所述的烧湿氢处理的温度为1050℃，烧湿氢时间为60分钟。
4.根据权利要求1所述的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，其特征在于，步骤(2)的封接方式为可伐合金***到高硼硅玻璃内进行封接或者可伐合金与高硼硅玻璃对接进行封接。
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