[发明专利]焊接Si3N4陶瓷–不锈钢的钎料及其钎焊方法

说明书

本发明公开了焊接Si₃N₄陶瓷–不锈钢的钎料及其钎焊方法，其特征是钎料由按质量分数比100份的钛、40~130份的镍和30~200份的铌制成，方法步骤如下：首先用真空熔炼等方法制备钎料并控制厚度为50μm~350μm；然后将钎料置于Si₃N₄陶瓷的待焊表面和不锈钢的待焊表面之间，施加0~10MPa的轴向压力；再在真空或惰性气体环境中程序升温至1050℃~1350℃，保温5min~120min后，程序降温至300℃~600℃，最后随炉冷却至室温，完成Si₃N₄陶瓷–不锈钢的钎焊。本发明所述的钎料及钎焊方法，提高了钎焊接头的高温强度，解决了现有钎焊Si₃N₄陶瓷与金属的银基钎料钎焊接头使用温度低的问题；其具有工艺简单、实施方便、钎焊接头强度优良的特点。

技术领域

本发明涉及钎料及其钎焊方法，具体地说是一种焊接Si₃N₄陶瓷–不锈钢的钎料及其钎焊方法。

背景技术

Si₃N₄陶瓷具有优良的抗热震和力学性能，同时具有自润滑性，摩擦系数小，耐腐蚀和抗高温氧化的特性，广泛应用于热机材料、切削工具、抗腐蚀和耐磨损的密封部件。由于Si₃N₄陶瓷自身硬而脆的特性，使得其自身难以制备、加工成复杂形状的构件，这大大限制了Si₃N₄陶瓷在工程结构等领域中的应用。因此，解决Si₃N₄陶瓷与其他材料的连接技术是保证其得到广泛应用的关键，尤其是实现Si₃N₄陶瓷与不锈钢的连接具有重要的实际价值。现有的钎焊Si₃N₄陶瓷与金属的钎料主要是银基钎料，用该类钎料制备的接头使用温度不超过500℃。由于Si3N4陶瓷的高温性能优良，因此接头高温性能不足，限制了Si3N4陶瓷的应用。

发明内容

本发明是为了解决现有的钎焊Si₃N₄陶瓷与金属的银基钎料钎焊接头使用温度低的问题，而提供焊接Si₃N₄陶瓷–不锈钢的钎料及其钎焊方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种焊接Si₃N₄陶瓷–不锈钢的钎料，其特征在于由按质量分数比100份的钛、40 ~130份的镍和30 ~ 200份的铌制成的。

本发明中制作钎料的钛原料、镍原料和铌原料均为金属单质，质量纯度不低于98%。

一种焊接Si₃N₄陶瓷–不锈钢的方法。其特征在于步骤如下：

步骤一、制备钎料：将钛原料、镍原料和铌原料按比例称量后置于熔炼炉中，在真空环境或惰性气体环境中往复熔炼5 ~ 20次制得钎料合金锭；而后切割成所需形状并减薄至厚度50μm ~ 350μm的薄板状纤料，并用丙酮清洗10min ~ 30min，取出后用吹风机吹干，

步骤二、焊前处理：将Si₃N₄陶瓷待焊表面用不低于600目的金刚石沙盘打磨，不锈钢待焊表面用不低于600目的水砂纸打磨，然后将Si₃N₄陶瓷、不锈钢放在丙酮中超声清洗10min ~ 30min，取出后用吹风机吹干，