CN1451505A - 一种碳基复合材料与钛合金的钎焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明采用在碳基复合材料表面扩渗、沉积金属梯度层，提高了碳基复合材料表面焊料湿润性能，在2×10－3Pa高真空下，用钛基或银基钎焊料，温度900℃～950℃，保温10min～30min，使碳基复合材料与钛合金钎焊起来，在不影响钛合金性能的同时，焊缝的剪切强度达到48MPa。
Description
一种碳基复合材料与钛合金的钎焊方法，涉及碳基复合材料的表面活性金属层和钛合金钎焊的方法。
本发明中涉及的碳基复合材料是指碳/碳复合材料和碳/碳化硅复合材料。碳基复合材料具有密度低、热传导性好、升华点高及抗热震性好等优点。在航空、航天领域中的应用越来越多，这些碳基复合材料都需要与金属连接。由于碳基复合材料的表面不易被焊料润湿，因此，碳基复合材料与钛合金尚无有效地钎焊连接方法。与碳基复合材料相类似的材料钎焊工艺有：金刚石、石墨与黑色金属的钎焊；陶瓷与金属的钎焊等。它们主要有：烧釉封接、烧结金属粉末法、熔焊、固相压力扩散焊、活性金属钎焊、自蔓延高温合成焊接等方法。这些工艺的共同特点是焊接温度高。通过提高焊接温度达到提高焊料对材料的润湿性，提高焊接强度。这些工艺的焊接温度一般在1100℃～1500℃，这个温度已经超过了钛合金的相变温度，会使钛合金的性能下降。如活性金属钎焊法是在金属与Si3N4之间***中间缓冲层(其中铜、钛作为软性缓冲层，钨、钼作为硬性缓冲层)的方法，有效地降低了残余应力，提高了焊接强度。但由于缓冲层中，熔点最低的铜材的熔点为1083℃，这个温度高于与碳基复合材料连接的钛合金的相变温度。
本发明的目的就是为了克服以上缺点，提供一种焊接温度低，焊接强度高的碳基复合材料与钛合金的钎焊方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
把碳基复合材料在钎焊前通过表面改性，在其表面用扩渗、沉积一层厚0.5～12.5μm的金属梯度层，该金属梯度层与碳基复合材料表面紧密结合，在真空中用焊料使覆有金属梯度层的碳基复合材料与钛合金钎焊起来。该金属梯度层的表面为钛层，与钎焊料有优良的润湿性能。
附图说明
附图1为本发明的钎焊结构示意图。
附图2为金属梯度层的结构示意图。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种碳基复合材料与钛合金的钎焊方法，其特征在于碳基复合材料1的表面扩渗、沉积金属梯度层2，在2X10-3Pa高真空下，用钛基或银基钎焊料3，温度900℃～950℃，保温10min～30min，使碳基复合材料1与钛合金4连接起来。其金属梯度层2的特征在于由表层钛合金层5；与碳基复合材料1能形成扩散层7的Ni、W、Ta、Re、Mo、Ru中的任一种金属或任两种的合金组成。
实施例
在碳/碳复合材料表面扩渗、沉积一层厚3μm的金属梯度层Ni，使它们之间形成扩散层，在沉积一层2μm的TC4钛合金层，用高真空钎焊工艺在2X10-3pa真空下，用银基钎焊料在800～850℃，保温15min。焊缝的剪切强度为48MPa。
Claims (3)
1.一种碳基复合材料与钛合金的钎焊方法，其特征在于碳基复合材料1的表面扩渗、沉积金属梯度层2，在2X10-3Pa高真空下，用钛基或银基钎焊料3，温度600℃～950℃，保温10min～30min，使碳基复合材料1与钛合金4连接起来。
2.权利要求1所涉及的表面扩渗、沉积金属梯度2，其特征在于由钛合金表层5；过渡层6；扩渗层7组成，金属梯度2的厚度是0.5～125μm。
3.权利要求2所涉及的过渡层6是由Ni、W、Ta、Re、Mo、Ru中的任一种金属或任两种的合金组成。
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