[发明专利]一种石英与可伐合金钎焊用铟基活性钎料及钎焊工艺

说明书

本发明是一种石英与可伐合金钎焊用铟基活性钎料及钎焊工艺，该钎料的化学成分及重量百分比为：Ag 20.0～25.0％，Ti 1.5～4.5％，余量为In。本发明钎料中以In和Ag作为基体，以Ti作为活性元素，能够实现对石英玻璃及可伐合金的良好润湿，且利用钎料的高塑性、低硬度特性，避免钎料在接头残余应力的作用下从石英上剥离。利用该钎料，在650℃下可以实现直径超过100mm的大尺寸石英窗体与可伐合金法兰之间的焊接。

技术领域

本发明是一种石英与可伐合金钎焊用铟基活性钎料及钎焊工艺，属于陶瓷连接技术领域。

背景技术

石英玻璃具有密度低、热膨胀系数小、优良的介电性能，以及较高的机械强度和耐热温度，优良的抗热冲击性、抗腐蚀性，从而使其在光学和光电子器件、微波介电材料及耐火材料等高技术领域中得到广泛应用。20世纪50～60年代，熔石英陶瓷材料在导弹-介电防热天线窗上得到了应用，70～80年代，美国通用公司研制了三维编制的石英复合材料，并在导弹天线罩上进行了应用。国内近些年也将熔石英等透波良好的材料应用于导弹天线罩的研制。

由于石英的热膨胀系数非常低(0.5×10^-6/K)，与金属的钎焊连接接头中对存在很大的残余热应力，严重时会导致接头直接开裂，这种现象在大尺寸零件连接制备中尤为明显，因此，为了降低接头中残余应力，需要选用塑性优良的钎料。另外，常规钎料对石英不润湿，为了连接石英自身或石英与金属，需要在钎料中添加适量的活性元素，利用高温下活性元素与石英之间的反应来促进钎料的润湿。

国内较多采用中温活性钎料钎焊石英玻璃与金属，如文献报道分别采用活性钎料AgCuTi和TiZrNiCu对SiO2陶瓷和TC4钛合金进行了钎焊连接，两种钎料均能够实现SiO2陶瓷和TC4钛合金的连接。当钎焊温度为880℃和保温时间为5min时，SiO2/TiZrNiCu/TC4接头的最高抗剪强度为23MPa；当钎焊温度为900℃和保温时间为5min时，SiO2/AgCuTi/TC4接头的最高抗剪强度为27MPa(刘多，张丽霞，何鹏，冯吉才.SiO2玻璃陶瓷与TC4钛合金的活性钎焊，焊接学报，2009，30(2)：117-120)。从国内外文献报道的研究结果来看，石英与金属的钎焊用钎料大多选择为Ag-Cu-Ti体系钎料，焊接温度通常超过850℃，且钎料屈服强度高，难以有效缓解大尺寸接头中残余热应力(A.Guedes,A.Pinto,M.Vieira,et al.The effectof brazing temperature on the titanium/glass-ceramic bonding.Journal ofmaterials processing technology,1999:102-106.H.B.Liu,L.X.Zhang,L.Z.Wu,etal.Vacuum brazing of SiO2glass ceramic and Ti-6Al-4V alloy using AgCuTifiller foil.Materials Science and Engineering A,2008,498:321-326.)

在专利方面，极少有专门针对石英玻璃与金属连接用的低温活性钎料，研究大多应用于电子领域。从钎料成分角度来看，多数发明钎料中含有易挥发元素Zn等，无法采用真空钎焊方法进行零件的连接。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种石英与可伐合金钎焊用铟基活性钎料及钎焊工艺，其目的是实现石英与可伐合金的真空钎焊。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提代了一种石英与可伐合金钎焊用铟基活性钎料，其特征在于：该钎料的化学成分及重量百分比为：Ag 20.0～25.0％，Ti 1.5～4.5％，余量为In。

在一种实施中，该钎料的化学成分及重量百分比为：Ag 24.0％，Ti 2.0％，In74.0％。

在一种实施中，该钎料的化学成分及重量百分比为：Ag 22.0％、Ti 1.5％、In76.5％