专利名称：一种钨与铜及其合金异种金属连接方法
技术领域：
本发明涉及材料加工技术领域中异种金属间的连接方法，特别涉及一种钨与铜及
其合金异种金属连接方法。
背景技术：
钨(W)因熔点高、抗腐蚀性能好等优点，而常选作为耐高温材料；作为耐热材料，钨在航空航天、能源和电子等领域有特殊的应用，如燃料喷管的衬里、真空电子器件阳极等；Cu及其合金因高热导率(400W/mK)特点，而往往选为散热材料。与钨连接可达到加强散热作用。为此，钨与铜及其合金的连接件是面向等离子体元件的首选复合结构件。由于钨与铜在力学和物理性能方面的差异，特别是热膨胀系数差别(a cu = 4 a w)，将会直接导致接头中产生极大的残余应力，造成接头在降温过程中的断裂。另一方面钨与铜熔点差异很大，不能直接形成冶金结合，因而也很难直接采用扩散的方法连接。 由于钨铜连接过程产生的高残余应力会影响接头的质量，因此，为了有效缓解残余应力，提高接头使用性能，钨铜连接时往往需要有中间层。目前，W与Cu合金连接方法主要是用塑性好、屈服强度较低的软金属Ni、 Ti或者铜锰合金作为中间层进行扩散焊或活性钎焊。其机理是在扩散连接过程中加中间层并通过该中间层的塑性变形和蠕变来缓解应力。但是，由于增加中间层厚度无法自由控制，或中间层表面处理不当，会导致与待连接金属表面不能实现有效的扩散连接，形成隐蔽的缺陷，最终降低接头的强度。另外，还有一种中间层采用钨铜FGM材料(功能梯度材料)，即采用粉体混合与分层叠加的方法，使中间层的线膨胀系数由一侧过渡到另一侧，从而匹配被连接材料。然而，钨铜FGM材料制备工艺相对复杂，应用仍十分有限。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，实现钨铜异种金属的连接，以获得良好的钨铜扩散连接接头，具有操作方便、成本低、便于推广应用的优点。 为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
—种钨与铜及其合金异种金属连接方法，包括以下步骤 —、将钨金属待连接表面用金相砂纸打磨至1000 1500#，然后先后用重量浓度为5% 10%的氢氟酸、重量浓度为5% 10%的丙酮进行超声清洗，超声清洗频率均为20 30KHz，各清洗10 20分钟，吹干、备用； 二、将步骤一中打磨清洗后的钨金属放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度在3 10A/dm2范围内，电镀时间20 40分钟，镀层厚度控制在10 30 y m，镀液温度保持在50 70°C ; 三、对电镀后的钨金属表面用金相砂纸打磨至1000 1500#，之后用重量浓度为5% 10%的丙酮超声清洗10 20分钟，吹干、备用；
四、将铜金属待连接表面用砂纸磨至1000 1500#，然后用重量浓度为5% 10%的丙酮超声清洗10 20分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件。 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍100-170g/l ;硫酸镁21_30g/l ;硼酸14-30g/l ;氯化钠4-12g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时优选水浴加热温度为50 70°C。 步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至5Pa 0. 3Pa，然后启动扩散泵使真空室的真空度达3X 10—2Pa 3X 10—3Pa后再开始加热，升温速率为100 250°C /h，待真空室温度加热到400 48(TC时，开始加压到1 1. 5MPa，继续升温达到880 95(TC时，增加连接压力到为3 12MPa，相对优选的连接压力为5 10Mpa，保温时间45 90分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连接件。 本发明在扩散连接前在钨金属表面镀一层镍，厚度控制在10 30 ii m，镍在钨金属表面形成了较强的结合力，然后再与铜合金进行真空扩散连接。这种连接的工艺特点一是钨表面镀镍层在钨铜真空扩散连接过程中起到过渡层的作用，有效缓解残余应力，提高了接头使用性能；二是电镀工艺能有效控制镀镍层的厚度，保证合适的过渡层，最大限度缓解内应力；三是在扩散连接前镍和钨金属之间已经形成了较强的结合力，将在随后真空扩散连接中更能促进钨镍金属之间充分扩散。 电镀镍厚度和致密性是关键。因此，在保证电流密度的条件下，镀镍时间越长，镀镍层越均匀，厚度越大；但是为了保证随后真空扩散连接过程中金属层之间充分的扩散，镀镍层厚度控制在10 30iim之间。如果镀镍厚度太大，生成脆性的金属间化合物会过多，反而会降低扩散连接接头的强度。 本发明突出的特点为在钨铜真空扩散连接之前，首先在金属钨表面电镀一层薄镍，随后再与铜合金进行真空扩散焊实现钨铜异种金属的扩散连接。这种方法工艺操作简便、成本低、连接效果好，剪切强度可以达到钨母材的50_80%，为钨与铜异种金属连接开创了新的途径。
具体实施例方式
实施例一 本实施例包括以下步骤 —、将尺寸为15mmX7mmX3mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1200#，然后先后用重量浓度为5%的氢氟酸和重量浓度为5%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均为20KHz，各清洗10分钟，吹干、备用； 二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为5A/dm2，电镀时间30分钟，镀层厚度控制在22 y m，镀液温度保持在60°C ;
三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1200#，之后用用重量浓度为5%的丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用； 四、将尺寸为7mmX6. 5mmX 3mm的CuCrZr合金待连接表面用砂纸磨至1200#，然后用用重量浓度为5%的丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件； 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍160g/l ;硫酸镁26g/l ;硼酸16g/l ;氯化钠10g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为60°C ; 步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至5Pa，然后启动扩散泵使真空室的真空度达3X10—乍a后再开始加热，升温速率为IO(TC /h，待真空室温度加热到48(TC时，开始加压到lMPa，继续升温达到920°C时，增加连接压力到5MPa，保温50分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至10(TC以下时，即可开炉取出连接件。 本实施例制得的连接件，连接接头经剪切测试强度可达166MPa，连接效果良好。 实施例二 本实施例包括以下步骤 —、将尺寸为15mmX6. 5mmX3mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1000#，然后先后用重量浓度为10%的氢氟酸、重量浓度为10%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均为25KHz，各清洗20分钟，吹干、备用； 二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为8A/dm2，电镀时间25分钟，镀层厚度控制在15 y m，镀液温度保持在65°C ;
三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1000#，之后用丙酮超声清洗12分钟，吹干、备用； 四、将尺寸为6. 5mmX6. 5mmX 3mm的CuCrZr合金待连接表面用砂纸磨至1000#，然
后用丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件； 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍110g/l ;硫酸镁25g/l ;硼酸20g/l ;氯化钠5g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为50°C ; 步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至4X10—中a，然后启动扩散泵使真空室的真空度达1X10—乍a后再开始加热，升温速率为150°C /h，待真空室温度加热到44(TC时，开始加压到1. 2MPa，继续升温达到900°C时，增加连接压力到lOMPa，保温70分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连接件。 本实施例制得的连接件，连接接头经剪切测试强度可达173MPa，连接效果良好。 实施例三 本实施例包括以下步骤 —、将尺寸为小10mmX3mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1500#，然后先后用重量浓度为8%氢氟酸、重量浓度为8%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均为30KHz，各清洗15分钟，吹干、备用； 二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电
7流密度为5A/dm2，电镀时间25分钟，镀层厚度控制在18 y m，镀液温度保持在70°C ;
三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1500#，之后用重量浓度为8%的丙酮超声清洗10分钟，吹干、备用； 四、将尺寸为小5mmX3mm的CuCrZr合金待连接表面用砂纸磨至1500#，然后用重量浓度为8%的丙酮超声清洗20分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件； 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍140g/l ;硫酸镁30g/l ;硼酸25g/l ;氯化钠8g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为55°C ;
步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至lPa，然后启动扩散泵使真空室的真空度达7X10—卞a后再开始加热，升温速率为250°C /h，待真空室温度加热到460°C时，开始加压到1. 5MPa，继续升温达到920°C时，增加连接压力到8MPa，保温时间60分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连接件。 本实施例制得的连接件，连接接头经剪切测试强度可达187MPa，连接效果良好。 实施例四 本实施例包括以下步骤 —、将尺寸为小12mmX3. 5mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1200#，然后先后用重量浓度为6%氢氟酸、重量浓度为6%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均为28KHz，各清洗12分钟，吹干、备用; 二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为10A/dm2，电镀时间20分钟，镀层厚度控制在12 ii m，镀液温度保持在55°C ;
三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1200#，之后用丙酮超声清洗20分钟，吹干、备用； 四、将尺寸为小6mmX3. 5mm的CuZn合金待连接表面用砂纸磨至1200#，然后用重量浓度为6%的丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件； 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍170g/l ;硫酸镁21g/l ;硼酸18g/l ;氯化钠12g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为70°C ; 步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至3Pa，然后启动扩散泵使真空室的真空度达5 X 10—3Pa后再开始加热，升温速率为200°C /h，待真空室温度加热到44(TC时，开始加压到1. 3MPa，继续升温达到88(TC时，增加连接压力到12MPa，保温时间45分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连接件。 本实施例制得的连接件，连接接头经剪切测试强度可达155MPa，连接效果良好。 实施例五 本实施例包括以下步骤
—、将尺寸为小12mmX4mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1300#，然后 先后用重量浓度为9%的氢氟酸、重量浓度为9%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均 为22KHz，各清洗15分钟，吹干、备用; 二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电 流密度为3A/dm2，电镀时间40分钟，镀层厚度控制在28 y m，镀液温度保持在50°C ;
三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1300#，之后用丙酮超声清洗12 分钟，吹干、备用； 四、将尺寸为小5mmX3mm的QCrO. 5铬青铜合金待连接表面用砂纸磨至1300#，然 后用重量浓度为9%的丙酮超声清洗12分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散 炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件； 步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍130g/l ;硫酸镁28g/l ;硼酸30g/l ;氯 化钠4g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时优选水浴加热温度为 65 °C ; 步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至6X10—中a，然后 启动扩散泵使真空室的真空度达3X 10—3Pa后再开始加热，升温速率为180°C /h，待真空 室温度加热到40(TC时，开始加压到1 1. 5MPa，继续升温达到950°C时，增加连接压力到 3MPa，保温时间90分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC 以下时，即可开炉取出连接件。 本实施例制得的连接件，连接接头经剪切测试强度可达168MPa，连接效果良好。
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权利要求
一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括以下步骤一、将钨金属待连接表面用金相砂纸打磨至1000～1500#，然后先后用重量浓度为5％～10％的氢氟酸、重量浓度为5％～10％的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均为20～30KHz，各清洗10～20分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的钨金属放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度在3～10A/dm2范围内，电镀时间20～40分钟，镀层厚度控制在10～30μm，镀液温度保持在50～70℃；三、对电镀后的钨金属表面用金相砂纸打磨至1000～1500#，之后用重量浓度为5％～10％的丙酮超声清洗10～20分钟，吹干、备用；四、将铜金属待连接表面用砂纸磨至1000～1500#，然后用重量浓度为5％～10％的丙酮超声清洗10～20分钟，吹干、备用；五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件。
2. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍100-170g/l ;硫酸镁21_30g/l ;硼酸14_30g/l ;氯化 钠4-12g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时优选水浴加热温度为50 70°C。
3. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，步骤 五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至5Pa 0. 3Pa，然后启动扩散泵 使真空室的真空度达3X 10—2Pa 3X 10—卞a后再开始加热，升温速率为100 250°C /h，待 真空室温度加热到400 48(TC时，开始加压到1 1. 5MPa，继续升温达到880 95(TC时， 增加连接压力到3 12MPa，相对优选的连接压力为5 10Mpa，保温时间45 90分钟，保 温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连接 件。
4. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括 以下步骤一、将尺寸为15mmX7mmX3mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1200#， 然后先后用重量浓度为5%的氢氟酸和重量浓度为5%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗 频率均为20KHz，各清洗10分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入 电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为5A/dm2，电镀时间30分钟，镀层厚度控制在 22iim，镀液温度保持在60°C ;三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1200#，之后 用重量浓度为5%的丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用；四、将尺寸为7mmX6. 5mmX3mm的 CuCrZr合金待连接表面用砂纸磨至1200#，然后用用重量浓度为5%的丙酮超声清洗15分 钟，吹干、备用；五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置 于扩散炉真空室中，进行真空扩散焊，最后得到连接件；步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍160g/l ;硫酸镁26g/1 ;硼酸16g/l ;氯化钠 10g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为6(TC ;步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至5Pa，然后启动扩散 泵使真空室的真空度达3X10—乍a后再开始加热，升温速率为IO(TC /h，待真空室温度加热 到480°C时，开始加压到lMPa，继续升温达到920°C时，增加连接压力到5MPa，保温50分钟， 保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开炉取出连 接件。
5. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括以下步骤一、将尺寸为15mmX6. 5mmX3mm的工业纯钨待连接表面用金相砂纸打磨至 1000#，然后先后用重量浓度为10%的氢氟酸、重量浓度为10%的丙酮进行超声清洗，超声 波清洗频率均为25KHz，各清洗20分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨 放入电镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为8A/dm2，电镀时间25分钟，镀层厚度控 制在15 ii m，镀液温度保持在65°C ;三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1000#， 之后用丙酮超声清洗12分钟，吹干、备用；四、将尺寸为6. 5mmX 6. 5mmX 3mm的CuCrZr合金 待连接表面用砂纸磨至1000#，然后用丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用；五、将步骤三和步 骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真空扩散 焊，最后得到连接件；步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍110g/l ;硫酸镁25g/l ;硼酸20g/l ;氯化钠 5g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为50°C ;步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至4X10—中a，然后启动 扩散泵使真空室的真空度达1X10—乍a后再开始加热，升温速率为150°C /h，待真空室温度 加热到44(TC时，开始加压到1. 2MPa，继续升温达到900°C时，增加连接压力到lOMPa，保温 70分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开 炉取出连接件。
6. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括 以下步骤一、将尺寸为小10mmX3mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1500#，然 后先后用重量浓度为8%氢氟酸、重量浓度为8%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率均 为30KHz，各清洗15分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液 中，调节电流电压进行电镀，电流密度为5A/dm2，电镀时间25分钟，镀层厚度控制在18 y m， 镀液温度保持在70°C ;三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1500#，之后用重量 浓度为8%的丙酮超声清洗10分钟，吹干、备用；四、将尺寸为小5mmX3mm的CuCrZr合金 待连接表面用砂纸磨至1500#，然后用重量浓度为8%的丙酮超声清洗20分钟，吹干、备用； 五、将步骤三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室 中，进行真空扩散焊，最后得到连接件；步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍140g/l ;硫酸镁30g/l ;硼酸25g/l ;氯化钠 8g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为55°C ;步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至lPa，然后启动扩散 泵使真空室的真空度达7X10—卞a后再开始加热，升温速率为250°C /h，待真空室温度加热 到460°C时，开始加压到1. 5MPa，继续升温达到920°C时，增加连接压力到8MPa，保温时间60 分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至10(TC以下时，即可开炉取 出连接件。
7. 根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括 以下步骤一、将尺寸为小12mmX3. 5mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1200#， 然后先后用重量浓度为6%氢氟酸、重量浓度为6%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频 率均为28KHz，各清洗12分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电 镀液中，调节电流电压进行电镀，电流密度为10A/dm2，电镀时间20分钟，镀层厚度控制在 12ym，镀液温度保持在55°C ;三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1200#，之后用丙酮超声清洗20分钟，吹干、备用；四、将尺寸为小6mmX3.5mm的CuZn合金待连接表面 用砂纸磨至1200#，然后用重量浓度为6%的丙酮超声清洗15分钟，吹干、备用；五、将步骤 三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真 空扩散焊，最后得到连接件；步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍170g/l ;硫酸镁21g/1 ;硼酸18g/l ;氯化钠 12g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时水浴加热温度为70°C ;步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至3Pa，然后启动扩散 泵使真空室的真空度达5X10—卞a后再开始加热，升温速率为200°C /h，待真空室温度加热 到44(TC时，开始加压到1. 3MPa，继续升温达到880°C时，增加连接压力到12MPa，保温时间 45分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时，即可开 炉取出连接件。
8.根据权利要求1所述的一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，其特征在于，包括 以下步骤一、将尺寸为小12mmX4mm的工业纯鸨待连接表面用金相砂纸打磨至1300#，然 后先后用重量浓度为9%的氢氟酸、重量浓度为9%的丙酮进行超声清洗，超声波清洗频率 均为22KHz，各清洗15分钟，吹干、备用；二、将步骤一中打磨清洗后的工业纯钨放入电镀液 中，调节电流电压进行电镀，电流密度为3A/dm2，电镀时间40分钟，镀层厚度控制在28 y m， 镀液温度保持在50°C ;三、对电镀后的工业纯钨表面用金相砂纸打磨至1300#，之后用丙酮 超声清洗12分钟，吹干、备用；四、将尺寸为小5mmX3mm的QCrO. 5铬青铜合金待连接表面 用砂纸磨至1300#，然后用重量浓度为9%的丙酮超声清洗12分钟，吹干、备用；五、将步骤 三和步骤四处理后的钨、铜合金的待连接面相对叠合为焊件，置于扩散炉真空室中，进行真 空扩散焊，最后得到连接件；步骤二中所述电镀液的配方如下硫酸镍130g/l ;硫酸镁28g/l ;硼酸30g/l ;氯化钠 4g/l ;电镀液在镀液容器中，镀液容器置于水浴中加热，电镀时优选水浴加热温度为65°C ;步骤五中所述的真空扩散焊为先启动机械泵将真空室抽真空至6X10—中a，然后启动 扩散泵使真空室的真空度达3X10—卞a后再开始加热，升温速率为180°C /h，待真空室温度 加热到40(TC时，开始加压到1 1. 5MPa，继续升温达到95(TC时，增加连接压力到3MPa，保 温时间90分钟，保温时间结束后，工件随炉缓慢冷却，待真空室温度冷却至IO(TC以下时， 即可开炉取出连接件。
全文摘要
一种钨与铜及其合金异种金属连接方法，包括下述步骤先将钨金属表面加工并表面处理；再将钨金属镀镍、表面加工和清洗；然后将铜合金加工、清洗；最后将钨与铜合金叠放装配成焊件，于真空室中压力扩散焊连接，最后得到连接件；本发明突出的特点在于钨铜真空扩散连接之前，首先在金属钨表面电镀一层薄镍，随后再与铜合金进行真空扩散焊实现钨铜异种金属的扩散连接；本发明工艺操作简便、成本低、连接效果好，剪切强度可以达到钨母材的50-80％，为钨与铜异种金属连接开创了新的途径。
文档编号C25D3/12GK101704160SQ200910219298
公开日2010年5月12日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者乔冠军, 李军, 李春芳, 杨建锋, 陈俊凌, 鲍崇高 申请人:西安交通大学