[发明专利]钎涂方法及其获得的钎涂后待焊母材

说明书

本发明公开了一种钎涂方法及其获得的钎涂后待焊母材，钎涂方法包括以下步骤：将钎料放置于钎料池中，对所述钎料池进行加热，以使所述钎料熔化形成液态钎料；将待焊母材置于所述液态钎料中，向钎料池和/或待焊母材施加超声波，施加超声波的同时将待焊母材向钎料池的池壁上施加压力，取出待焊母材，冷却至室温20～25℃，得到钎涂后待焊母材。本发明的钎涂方法是通过施加超声波对待焊母材进行钎涂，可以破除液态金属表面的氧化膜，将难焊材料的焊接问题转化成易焊材料的焊接问题，提高焊接效率。对设备要求不高，成本低，可以在不使用真空环境条件下完成焊接。涂覆完成之后的材料，本身能作为产品。

技术领域

本发明属于材料焊接与连接技术领域，具体来说涉及一种钎涂方法及其获得的钎涂后待焊母材。

背景技术

随着现代化工业的快速发展，由于具有优良的性能，陶瓷、石墨、不锈钢、TC4合金等材料在工程上得到越来越广泛的应用，就不可避免的需要对这些材料进行焊接。然而由于陶瓷、石墨存在难以加工成形的问题，不锈钢、TC4合金表面存在天然的氧化膜，都阻碍了可靠的焊接接头形成。因此，对需要焊接的材料进行钎涂，将难焊接材料的焊接问题转化为易焊接材料的焊接问题。目前研究所采用的钎涂方法，主要有化学气相沉积(CVD)、电弧离子镀、真空蒸镀、磁控溅射等方法。

化学气相沉积(CVD)主要是通过气体之间发生化学反应，在待涂材料的表面沉积形成涂层，通过这种方法进行钎涂的的涂层优点是：结晶度高、涂层与基体结合较强、附着性好。但由于CVD技术需要在较高的温度下进行，气体成本高、制备的膜层应力大和环境污染等缺陷，严重阻碍了该技术的拓展和应用。(吕延伟.化学气相沉积纯钨材料晶体生长习性及其应用性能研究.稀有材料工程[J].2017.46(9):2500)。

电弧离子镀(Arc Ion Plating,AIP)属于一种PVD(物理气相沉积)技术，是在一定的真空环境下，利用弧光放电的原理，通过在靶材表面形成高能弧斑，并将靶材蒸发、气化，形成的粒子从靶材表面逃脱并扩散至待涂表面，发生吸附、迁移、形核并生长成膜。AIP的主要优点有：(1)靶材金属离化率高，可达到80％～90％；(2)涂层结构紧密；(3)涂层与基体结合较强；(4)沉积速率快。但是，AIP技术也有缺点：制备的涂层表面会产生大颗粒，这是由于电弧能量高、离子束密度较大，使得靶材表面出现金属液滴，当液滴飞溅并附着在待涂材料表面时就形成了大颗粒，使得涂层表面的凹凸不平；另外，可适用靶材种类少，用AIP技术沉积涂层需要靶材具有导电性，这就导致靶材适用性减少。(K.K Sun,V.V Le,P.V Vinh,etal,Effect of cathode arc current and bias voltage on the Mechanicalproperties of CrAlSiN thin films,SurfaceCoatings Technology,2008,202(22-23):5400-5404.)

真空蒸镀是一种传统的PVD方法，在真空环境下，将镀膜材料加热使其蒸发并气化，粒子飞至待涂的材料上形成涂层。真空蒸镀技术是使用较早，应用比较广泛的涂层技术，其特点是方法比较简单，涂层纯度和致密性高。缺点是该技术必须在真空环境下才能进行，且不适用于高熔点材料,如钼,钨等材料，因为熔点高,蒸发太慢，所需时间较长。另外真空蒸镀不能控制涂层的厚度，无法适应大规模的生产。(冯世杰，梁伟,薛晋波.AZ91D镁合金表面真空蒸镀锌铝复合涂层的研究[J].稀有金属2010.34(5):678-682)

磁控溅射也属于一种PVD技术，通过引入磁场，在电场和交变磁场的作用下，被加速的氩气和氧气混合气体中的等离子体轰击靶材表面，能量交换后，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，转移到基体表面形成涂层。磁控溅射优点是适宜于熔点较低的材料，涂层的附着性好，适合大面积进行涂层。缺点是需要在真空环境下进行，对设备要求较高，价格昂贵，另外抽真空时间较慢，影响产出的效率。(覃爽，林健，卞亓，马丽娜.玻璃表面功能化纳米改性技术的研究进展[J].材料导报.2008.22(10):9-12)