[发明专利]一种金属与陶瓷焊接装置及方法

权利要求书

1.一种金属与陶瓷的焊接装置，包括置于加热炉中的耐火容器，该耐火容器内设有空腔、一侧带敞口，其特征在于该耐火容器的敞口上连接有盖，盖上设有进气孔和排气孔，盖的中部设有盖套，盖套的底部设有与空腔连通的通孔，通孔上设有带孔的密封垫，密封垫上设有压盖，该压盖为一筒套，筒套的两端带敞口，筒套的外端设有外径大于筒套的盘，待焊接的陶瓷件与金属件置于空腔中，并在陶瓷件与金属件之间设置焊料，待焊接的陶瓷件或金属件与压件内端相接，压件外端穿过盖、密封垫上的通孔、压盖向外延伸后与压力机相连。

2.根据权利要求1所述的金属与陶瓷的焊接装置，其特征在于所述密封垫为耐火纤维垫，耐火纤维垫为石棉纤维垫、高熔点金属纤维垫、氧化铝纤维垫、硅酸盐纤维垫中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的金属与陶瓷的焊接装置，其特征在于所述陶瓷部件与金属件之间设置焊料或焊料及过渡层。

4.根据权利要求1所述的金属与陶瓷的焊接装置，其特征在于所述耐火容器为常规的用耐高温材料制成的容器，具体为石墨坩锅、氧化铝或粘土容器。

5.一种基于权利要求1所述焊接装置对金属与陶瓷进行焊接的方法，其特征在于经过下列步骤实现焊接：

步骤1、将待焊接的陶瓷件与金属件放入耐火容器中，其中：

对于金属件与普通金属陶瓷件以及金属件与NiFe₂O₄-M金属陶瓷件的焊接，需要在金属件与普通金属陶瓷件之间放置焊料；

对于金属件与氧化铝陶瓷件的焊接，需要在焊接之前，在氧化铝陶瓷件受焊面上预制过渡层，再在金属件与氧化铝陶瓷件之间放置焊料；

形成焊接组合体，之后将压杆压在焊接组合体上，加盖密封，并经过进气孔向空腔内通入压力为3-5厘米水柱的保护性气体；

步骤2、对于金属件与普通金属陶瓷件、以及金属件与NiFe₂O₄-M金属陶瓷件的焊接，按3～5℃/分的升温速度，升温至1000～1200℃，并在此温度下保温30-100分钟，同时对压力杆施加5.5～7.5kg/cm² 的压力，加压焊接40-90分钟；对于金属件与氧化铝陶瓷件的焊接，按2～4℃/分的升温速度，升温至1350～1500℃，并在此温度下保温30-100分钟，同时根据被焊接件的焊接面积施加5.5～7.5kg/cm² 的压力，加压焊接45-90分钟；

步骤3、焊接完毕后，对于金属件与普通金属陶瓷件、以及金属件与NiFe₂O₄-M金属陶瓷件的焊接，按3～5℃/分的降温速度降至900～1000℃，解除压力，然后按3～5℃/分的降温速度继续降至室温；对于金属件与氧化铝陶瓷件，按2～4℃/分的降温速度降至900～1000℃，解除压力，然后按2～4℃/分的降温速度继续至室温；完成金属与陶瓷的焊接。

6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于所述步骤1的焊料为下列组分：

对于金属件与普通金属陶瓷件的焊接，以该金属陶瓷件中所含的主要金属元素作为焊料成分；

对于金属件与NiFe₂O₄-M金属陶瓷件的焊接，以Cu-Ni合金粉作为焊料，且Cu与Ni的质量比为：Cu : Ni = 20-60 : 80-40；

对于金属件与氧化铝陶瓷件的焊接，以下列质量比的组分为焊料：

Cr 6～9 %、Co 40～55 %、Mn 0.1-0.5 %、Si 0.02-0.1%、Fe余量。