[发明专利]一种铜合金-钢复合筒形件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铜合金‑钢复合筒形件及其制备方法，属于异种金属扩散连接技术领域，用于解决现有的异种金属连接性能不稳定、连接界面存在缺陷的问题。铜合金‑钢复合筒形件包括CuCr1Zr合金圆筒外壁、扩散层和25Cr2Ni4MoV高强钢圆筒内壁，圆筒外壁和圆筒内壁通过热等静压实现连接，扩散层是热等静压过程中在圆筒外壁和圆筒内壁之间形成的。本发明的铜合金‑钢复合筒形件及其制备方法实现了CuCr1Zr合金与25Cr2Ni4MoV高强钢的扩散连接，并且连接质量好。

技术领域

本发明涉及异种金属扩散连接技术领域，尤其涉及一种铜合金-钢复合筒形件及其制备方法。

背景技术

随着航空航天技术的发展，很多新材料应运而生，因此，不同材料如何有效连接成为材料应用中的一个重要问题，然而复杂复合件的传统制造工艺面临诸多问题：例如，异种金属连接性能不稳定、连接界面存在缺陷、传统爆炸焊接工艺对工艺实施条件要求比较苛刻，工艺复杂且成品率低等。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种铜合金-钢复合筒形件及其制备方法，至少可以解决下列技术问题之一：现有的异种金属连接性能不稳定、连接界面存在缺陷、工艺复杂、成品率低。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种铜合金-钢复合筒形件，铜合金-钢复合筒形件包括CuCr1Zr合金圆筒外壁、扩散层和25Cr2Ni4MoV高强钢圆筒内壁，圆筒外壁和圆筒内壁通过热等静压实现连接，扩散层是热等静压过程中在圆筒外壁和圆筒内壁之间形成的。

进一步的，扩散层无孔洞缺陷，扩散层的元素过渡均匀，无脆性中间相。

本发明还提供了一种铜合金-钢复合筒形件的制备方法，用于制备上述铜合金-钢复合筒形件，包括：

步骤1、将CuCr1Zr合金圆筒外壁及25Cr2Ni4MoV高强钢圆筒内壁的原材料分别进行机加工得到圆筒外壁工件和圆筒内壁工件；

步骤2、将圆筒外壁工件和圆筒内壁工件进行清洗；

步骤3、将清洗好的圆筒外壁工件和圆筒内壁工件进行干燥；

步骤4、将需连接的圆筒外壁工件和圆筒内壁工件放入电子束焊接机中进行真空电子束封焊；

步骤5、将封焊后的CuCr1Zr-25Cr2Ni4MoV工件进行检漏；

步骤6、将检漏合格后的CuCr1Zr-25Cr2Ni4MoV工件放入热等静压炉中，进行热等静压处理，得到CuCr1Zr-25Cr2Ni4MoV复合筒形件；热等静压炉腔体内压力为140MPa～200MPa；热等静压温度800℃～950℃。

进一步的，步骤1中，控制圆筒外壁和圆筒内壁的粗糙度Ra≤1.6μm。

进一步的，步骤4中，采用高真空电子束焊接，高真空电子束焊在10^-4～10^-1Pa的压强下进行焊接。

进一步的，步骤6中，升温速率为2℃/min～10℃/min。

进一步的，步骤6中，升压速率为0.5～1.2MPa/min。

进一步的，步骤2中，还包括对辅助工具进行清洗。

进一步的，步骤2中，将圆筒外壁工件和圆筒内壁工件先用酒精去除表面的油污，然后用有机溶剂进行超声清洗，最后用风机吹干。

进一步的，还包括：

步骤7、将CuCr1Zr-25Cr2Ni4MoV复合筒形件进行精加工，得到成品。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：