[发明专利]一种提高钎焊焊接接头性能的表面处理方法

说明书

本发明涉及一种提高钎焊接头性能的表面处理方法，该方法先对母材的钎焊面进行处理，增加一层中间层镍，然后用钎料进行钎焊。采用该方法处理的钎焊接头拉伸性能大大的提高，接头硬度有一定的下降，延长了发动机的使用寿命，焊接的部件密封性能良好和质量优异，具有良好的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种表面处理方法，特别涉及一种提高钎焊焊接接头性能的表面处理方法。

背景技术

近年来，随着航空航天的快速发展，对其关键部件如航空发动机的材料耐高温性能要求越来越高。镍基高温合金Inconel 718具有较高的高温强度、持久强度和蠕变强度,特别是良好的高温耐蚀性，即具有较高的抗氧化性、抗硫化性、抗氮化性和抗渗碳性，是目前制造先进航空发动机机匣密封件的主要材料，为了满足高性能航空航天发动机的设计需求，多年来，各国十分重视镍基高温合金的研制和开发。采用连接方法制造这些高温合金的发动机部件可使成本降低, 并且获得良好的性能，例如对结构复杂的对开组合式叶片单凭铸造技术无法制备其制造过程必然涉及到材料的连接。但镍基高温合金的可焊性限制了其他焊接技术的应用，钎焊及其扩散钎焊技术因此常被用于连接高温材料, 以避免熔焊裂纹等问题。但传统的钎焊技术使接头的强度较低，易产生脆性的金属间化合物和Lave相等，使接头的性能减低。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高焊接钎焊接头性能的表面处理方法，该方法先对母材的钎焊面进行处理，增加一层中间层镍，然后用钎料进行钎焊。采用该方法处理的钎焊接头拉伸性能大大的提高，接头硬度有一定的下降，延长了发动机的使用寿命，焊接的部件密封性能良好和质量优异，具有良好的稳定性和可靠性。

实现本发明的技术方案是：Inconel 718合金钎焊采用的工艺流程为：母材切片→打磨清洗→钎焊面进行表面处理→钎焊→性能测试。具体步骤如下：

1）切片：将材料切割成30 mm×30 mm×4 mm的矩形板材；

2）打磨清洗：采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸打磨，然后放入丙酮溶液中清洗；

3）钎焊面表面处理：电镀，在钎焊面分别覆盖5 um、10 um、15 um、20 um的镍层；

4）钎焊：升温速率为20℃/min，在500℃、900℃时各保温30 min，在钎焊温度1100℃钎焊30 min，随炉冷却，真空度＜10^-5，得的焊接试样；

步骤3）所述的电镀，其电镀液由硫酸镍600～750g/L、硼酸75～105 g/L、氯化铵60～90g/L组成，其各溶液的体积比为硫酸镍：硼酸：氯化铵=1:1:1。

步骤3）所述采用恒电流法进行电镀，电流密度为30 mA/cm²，镀液温度为50～60℃。

步骤3）所述镍层为5～20 um，较好的技术方案是所述镍层为5 um或10 um或15 um或20 um，更好的技术方案是所述镍层为10 um。

发明的有益效果：

（1）经表面处理的材料用于航空发动机机匣的密封，其密封性能优异，钎焊接头的拉伸性能有了提高，与未处理相比，拉伸强度提高了10%；

（2）通过控制钎焊工艺参数，得到的密封件在高温环境中能正常使用，具备好的稳定性和可靠性。

（3）润湿性有了极大的提高，镀镍后润湿角接近0^o，未处理时润湿角为15^o；

（4）与未处理相比，钎焊接头扩散影响区的硬度有了一定的下降，下降了12%，等温凝固区与扩散影响区之间硬度没有大的突变，整个接头硬度分布较均匀。

具体实施方式