利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113695731A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202111035392.1B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2021.09.02B08B3/12(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)发明人曹健林彤司晓庆李淳亓钧雷冯吉才(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代理人侯静(51)Int.Cl.B23K20/02(2006.01)B23K20/26(2006.01)C25D1/00(2006.01)C25D3/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法(57)摘要利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，它要解决现有的扩散连接需要在较高的温度和压力下进行，导致母材性能退化、发生变形的问题。低温扩散连接的方法：一、对基体材料进行预处理；二、主盐溶液和表面活性剂溶液混合，加热搅拌至白色絮状物消失，调整混合液的pH为3～5，得到电沉积液；三、以电解镍作为阳极，基体作为阴极，进行电沉积；四、经过剥离、打磨、超声清洗，得到电沉积镍层；五、电沉积镍层作为中间层置于两块金属/合金母材之间，放入真空扩散炉中进行扩散连接。本发明扩散连接方法简单，制备的块体纳米晶无孔隙、致密性好，不受焊接结构形状限制，扩散连接温度更低。CN113695731ACN113695731A权利要求书1/1页1.利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于该低温扩散连接的方法按照以下步骤实现：一、对基体材料进行预处理，得到预处理后的基体；二、将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O和H3BO3溶解于去离子水中，得到主盐溶液；将C7H4NO3S.Na和C12H25NaSO4与去离子水混合，得到表面活性剂溶液；主盐溶液和表面活性剂溶液混合，加热搅拌至白色絮状物消失，调整混合液的pH为3～5，从而配置得到电沉积液；三、以电解镍作为阳极，预处理后的基体作为阴极，在步骤二中的电沉积液中进行电沉积，得到附着有电沉积镍层的基体；四、将附着有电沉积镍层的基体放入超声波清洗机中进行超声振动处理，经过剥离、打磨、超声清洗，得到电沉积镍层；五、打磨金属/合金母材的待连接面，将步骤四的电沉积镍层作为中间层置于两块金属/合金母材之间，得到待焊件，待焊件放入真空扩散炉中，抽真空，达到保温温度后施加扩散连接压力，最后随炉冷却，完成金属/合金低温扩散连接。2.根据权利要求1所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤一中所述的基体材料为石墨片。3.根据权利要求2所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤一中预处理过程依次包括高温处理、亲水化处理、毛化处理和干燥处理。4.根据权利要求3所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于高温处理是在管式炉中以300℃高温处理60min。5.根据权利要求3所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于亲水化处理是将高温处理后的基体浸入沸腾的碱溶液中10～30min并进行磁力搅拌，然后使用去离子水反复冲洗。6.根据权利要求3所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于毛化处理是将亲水化处理后的基体浸入HNO3溶液中10～30min并进行磁力搅拌，然后使用去离子水反复冲洗。7.根据权利要求1所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤二电沉积液中NiSO4·6H2O的浓度为280～300g/L，NiCl2·6H2O的浓度为40～45g/L，H3BO3的浓度为35～40g/L，C7H4NO3S.Na的浓度为0.5～1g/L，C12H25NaSO4的浓度为0.05～0.1g/L。8.根据权利要求1所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤三电沉积过程中控制电流密度为25～50mA/cm2，电沉积液温度为50～55℃，磁力搅拌速度为350～400r/min，电沉积时间135～165min。9.根据权利要求1所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤四得到的电沉积镍层的厚度为50～60μm。10.根据权利要求1所述的利用电沉积纳米晶镍中间层进行金属/合金低温扩散连接的方法，其特征在于步骤四用3000#砂纸双面打磨电沉积镍层，使两面的粗糙度为0.15～0.2μm。2CN113695731A