[发明专利]一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法

权利要求书

1.一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于，包括以下步骤：

步骤一

按质量比，Ni：Fe＝7:3配取Ni粉、Fe粉，将配取的Ni粉、Fe粉机械混合均匀，得到备用粉；

步骤二

将备用粉压制成型，得到压坯；

步骤三

将步骤二所得压坯与表面清洁的钨基体材料进行叠层后，置于真空热压炉中进行预合金化表面改性，得到半成品；

所述预合金化表面改性为：

首先将炉温升至1000～1200℃，保温30～120min，并在保温过程中加载5～10MPa的连接压力，随后卸载压力，继续升温至1480～1550℃，保温30～60min，最后随炉冷至室温，在整个过程中，保持炉内真空度为1～5×10^-3Pa；

步骤四

将步骤三所得半成品与钢基体材料，按钨基体材料/压坯/钢基体材料的模式进行堆叠；然后对其进行真空焊接；得到成品；所述真空焊接时，控制温度为850～1000℃、施加在半成品与钢基体材料上的压力为5～20MPa。

2.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤一中，所述Ni粉、Fe粉的粒度均为1～5μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤一中，所述备用粉的晶粒尺寸为20～300nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤二中，压坯的厚度为2-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤三中，钨基体材料选自纯钨、W-La₂O₃合金、W-Y₂O₃合金、W-TiC合金、W-ZrC合金、W-Y合金、W-Mo合金、W-Re合金、W-K合金、W-CNT合金中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤四中，钢基体材料选自结构钢、工具钢、不锈钢中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：步骤四中，所述真空焊接为：首先采用5～20℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温10～30min，然后以10～30℃/min的升温速率继续升温至850～1000℃，保温30～120min，并在保温过程中加载5～20MPa的连接压力，随后以3～5℃/min的冷却速率将温度降低到400～600℃，并保温60～180min，最后随炉冷至室温，在整个连接过程中，保持炉内真空度为1～5×10^-3Pa。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于钨表面梯度合金化的钨/钢扩散连接方法；其特征在于：成品经历80次冷热循环后，界面无微裂纹产生；所述冷热循环为由室温升温至750℃，然后再降温至室温。