专利名称：金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空压力扩散焊接工艺，尤其是一种金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺。
真空压力扩散焊是指焊件在真空环境中，加一定的温度和压力，使焊接面充分接触，分子或原子进行扩散，产生金属键，形成接头，从而使焊件焊接在一起的方法。该技术起源于本世纪50年代，经过半个世纪的发展已形成一项成熟的技术。而将金属与非金属焊接如不锈钢与陶瓷等的焊接至今未见有成功的报导。由于金属与非金属的线膨胀系数差别较大，在焊接过程中，特别是在焊件冷却时因焊接头已经形成，焊件不可能作相对运动，由于收缩速度不一致，金属产生的应力常使非金属焊件损伤，因而很难将金属与非金属在真空压力扩散焊中将其焊接在一起。
本发明的目的是为了提供一种在真空扩散焊的条件下实现金属与非金属焊接，且焊接过程中不会损伤非金属焊件、焊接件的接头处的真空漏率低、抗拉强度高的金属与非金属真空压力扩散焊接工艺。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺包括下述工艺步骤(1)将焊接件进行表面处理，并当金属焊件厚度大于2毫米时，应在靠近焊接面的外侧开设一圈应力槽；然后将处理好的焊件安装在高真空固态压力扩散焊炉中并抽真空；(2)当炉中真空度在(2-4)×10-4Pa时开始将炉加热，在炉温小于400℃时，每4-6分钟内可加热升温20-50℃；当温度大于400℃时，每40-80秒内可升温8-12℃；当温度大于550℃，进行保温13-17分钟，然后继续加热升温至600-640℃，保温50-70分钟后开始降温；(3)在炉温温度为640℃至380℃之间，应在每4-6分钟内降温8-12℃；在380℃至280℃之间，应在每10-15分钟内降温8-12℃；小于280℃时，可自然退温；当温度小于160℃时，可停止抽真空，停加压力直至关机；(4)在炉温升温过程中还应加压力，当炉温升至420-480℃时，开始加压力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分钟加压一次，累计2.5kg/mm2总压加压结束；然后保压至停机。
本发明相比现有技术具有如下优点本发明首次成功地提出了一套适用于在真空压力扩散焊条件下将金属与非金属焊接在一起的焊接工艺条件和参数；且采用本发明的焊接工艺可避免非金属在焊接过程中因线膨胀系数与金属不一致而产生的应力损伤、破坏；另本发明焊接的金属与非金属的焊接头处的真空漏率低小于1×10-9Pa·m3/s，其抗拉强度高，可达500kg/cm2左右。另本发明焊接处的材料性能保持与母材一致，后续的热处理工艺可一并完成。
本发明还将结合实施例作进一步详述本实施例以不锈钢与陶瓷焊接工艺为例。该实施例包括下述工艺步骤(1)将焊接件进行表面处理，并当金属焊件厚度大于2毫米时，应在靠近焊接面的外侧开设一圈应力槽，将处理好的焊件安装在高真空固态压力扩散焊炉中并抽真空；(2)加温当炉中真空度在3×10-4Pa时开始将炉加热，在炉温400℃以前，每5分钟内可加热升温30-40℃；温度升至400℃以后，控制在65秒内升温11℃；当温度升至550℃，进行保温14分钟，然后继续加热升温至620℃，保温55分钟后开始降温；(3)降温在炉温温度为620℃至380℃之间，应在每4分钟内降温9℃；在380℃至280℃之间，应在每15分钟内降温11℃；280℃以后，可让其自然退温；当温度160℃之后，可停止抽真空，停加压力直至关机；当炉温降温降至40℃以下，可开炉取出焊件；(4)加压力在炉温升温过程中还应加压力，当炉温升至470℃时，开始加压力至0.2kg/mm2，然后每5分钟加压一次，累计2.0kg/mm2总压加压结束；然后保压至停机。
权利要求
1.一种金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺，其特征在于包括下述工艺步骤(1)将焊接件进行表面处理，并当金属焊件厚度大于2毫米时，应在靠近焊接面的外侧开设一圈应力槽；然后将处理好的焊件安装在高真空固态压力扩散焊炉中并抽真空；(2)当炉中真空度在(2-4)×10-4Pa时开始将炉加热，在炉温小于400℃时，每4-6分钟内可加热升温20-50℃；当温度大于400℃时，每40-80秒内可升温8-12℃；当温度大于550℃，进行保温13-17分钟，然后继续加热升温至600-640℃，保温50-70分钟后开始降温；(3)在炉温温度为640℃至380℃之间，应在每4-6分钟内降温8-12℃；在380℃至280℃之间，应在每10-15分钟内降温8-12℃；小于280℃时，可自然退温；当温度小于160℃时，可停止抽真空，停加压力直至关机；(4)在炉温升温过程中还应加压力，当炉温升至420-480℃时，开始加压力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分钟加压一次，累计2.5kg/mm2总压加压结束；然后保压至停机。
全文摘要
本发明涉及一种金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺;该工艺给出了金属与非金属在真空压力扩散焊接条件下的表面处理、加热升温、加压及降温各阶段的工艺参数和条件,使得将金属与非金属焊接成为可能,本发明可避免非金属在焊接过程中因线膨胀系数与金属不一致而产生的应力损伤、破坏;另本发明焊接的金属与非金属的焊接头处的真空漏率低小于1×10
文档编号B23K20/14GK1253058SQ9812142
公开日2000年5月17日 申请日期1998年11月11日 优先权日1998年11月11日
发明者李正芳, 王贤义, 张玉珍, 周德清, 李恒远, 郝俊源 申请人:中国科学院近代物理研究所