一种采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114749743A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210439214.3B23K35/30(2006.01)(22)申请日2022.04.25B23K103/08(2006.01)B23K103/16(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人曹健郭夏君司晓庆薛鹏鹏赵文迪李淳冯吉才(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213专利代理师侯静(51)Int.Cl.B23K1/00(2006.01)B23K1/008(2006.01)B23K1/19(2006.01)B23K1/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法(57)摘要一种采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，本发明要解决C/C复合材料与Ni基合金钎焊接头所用钎料耐高温性能差的问题。高温连接方法：一、打磨C/C复合材料待焊表面；二、将Sn‑Cr金属膏涂覆在预处理的C/C复合材料待焊表面，以800～1050℃加热处理，然后将改性的C/C复合材料放入硝酸溶液中，得到Cr‑C涂层表面改性的C/C复合材料；三、将Cu箔放置在C/C复合材料与Ni基合金待焊表面之间，放入真空加热炉中进行钎焊连接。本发明采用高塑性兼具优良耐高温性能的纯Cu作为钎料实现了C/C复合材料与Ni基合金的钎焊，所得接头形成了紧密的界面连接，接头具有优异的室温和高温力学性能。CN114749743ACN114749743A权利要求书1/1页1.采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于该C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法按照以下步骤实现：步骤一、采用SiC砂纸打磨C/C复合材料待焊表面，清洗干燥后得到预处理的C/C复合材料；步骤二、在C/C复合材料表面制备Cr‑C涂层，具体步骤如下：a.将质量百分含量为2.5％～15％的Cr粉和97.5％～85％的Sn粉进行机械球磨，混合均匀得到Sn‑Cr金属粉末，然后加入粘结剂混合均匀，得到Sn‑Cr金属膏；b.将Sn‑Cr金属膏涂覆在预处理的C/C复合材料待焊表面，在真空加热炉中以800～1050℃的温度加热处理，冷却后得到改性的C/C复合材料；c.将改性的C/C复合材料放入硝酸溶液中腐蚀去除Sn，超声清洗后得到Cr‑C涂层表面改性的C/C复合材料；步骤三、将Cr‑C涂层表面改性的C/C复合材料与Ni基合金进行钎焊，具体步骤如下：d.采用SiC砂纸打磨Ni基合金和Cu箔的待焊表面，清洗干燥后得到清洗后的Ni基合金和Cu箔；e.将Cu箔放置在Cr‑C涂层表面改性的C/C复合材料与Ni基合金待焊表面之间，放入真空加热炉中，以1100～1180℃的温度保温进行钎焊连接；f.保温结束后，降温取出焊件，完成C/C复合材料与Ni基合金的高温钎焊连接。2.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤a中所述的粘结剂为羧甲基纤维素水溶液。3.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤b中加热处理时间为10～60min。4.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤c中所述硝酸溶液的体积分数为10％～30％。5.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤d中Cu箔的厚度为0.05～0.5mm。6.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤d中Ni基合金为单晶Ni基高温合金、GH高温合金、Inconel合金或者Monel合金。7.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤e中真空加热炉中的真空度低于3×10‑3Pa。8.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤e中控制升温速率为5～15℃/min升温至钎焊温度。9.根据权利要求8所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤e中钎焊连接的保温时间为10～60min。10.根据权利要求1所述的采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法，其特征在于步骤f中降温是以5℃/min降温速率将焊件冷却至380～420℃，随后随炉冷却至室温。2CN114749743A说明书1/4页一种采用纯Cu钎焊C/C复合材料与Ni基合金的高温连接方法技术领域[0001]本发明属于异种材料