一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法.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CN109836166A(43)申请公布日2019.06.04(21)申请号201910267644.X(22)申请日2019.04.03(71)申请人东北石油大学地址163319黑龙江省大庆市高新技术开发区学府街99号(72)发明人马志鹏张茗瑄王晓冬李昊宣于心泷于海洋(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所23118代理人曹爱华(51)Int.Cl.C04B37/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法(57)摘要本发明涉及一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法，包括：将钎料箔片宽度加工至与SiC陶瓷宽度尺寸大小完全一致；对钎料箔片与SiC陶瓷的表面打磨，并清洗；将处理后的钎料箔片填充到SiC陶瓷的两个待焊面之间，使两个SiC陶瓷水平并排放置，将另一块钎料箔片水平放置在两个待焊面的上边缘上，并置于马弗炉内，升温后，接着设置在垂直方向的静磁场中，永磁体和线圈位于水平放置的钎料箔片的正上方，静磁场由超导磁石产生，在钎料箔片两端通入电流，同时在SiC陶瓷两端施加压力，随炉冷至室温，完成SiC陶瓷钎焊。本发明采用了电磁超声方法，没有超声工具头，超声施加不直接接触SiC陶瓷，所以SiC陶瓷不会超声振动而导致开裂。CN109836166ACN109836166A权利要求书1/1页1.一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法，其特征是包括如下步骤：步骤一、将钎料箔片（2）宽度加工至与SiC陶瓷（6）宽度尺寸大小完全一致；步骤二、使用砂纸对钎料箔片（2）与SiC陶瓷（6）的表面进行打磨加工，利用丙酮清洗10~30min；步骤三、将步骤二处理后的钎料箔片（2）填充到SiC陶瓷（6）的两个待焊面之间，使两个SiC陶瓷（6）水平并排放置，将另一块钎料箔片（2）水平放置在两个待焊面的上边缘上，并置于马弗炉内，以10~30℃/min的升温速率升到100~400℃后保温5~10min，接着设置在垂直方向的静磁场中，永磁体（3）和线圈（4）位于水平放置的钎料箔片（2）的正上方，静磁场由超导磁石产生，其磁感应强度为1~12T，在钎料箔片（2）两端通入频率为2~4kHz的电流，同时在SiC陶瓷（6）两端施加0.1~1MPa的压力，在压力以及电磁超声振动的共同作用下钎料在SiC陶瓷（6）的表面润湿充分，随炉冷至室温，完成SiC陶瓷钎焊。2.根据权利要求1所述的用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法，其特征是：所述的步骤一中钎料箔片（2）为Sn-Zn-Ti-Al箔片。2CN109836166A说明书1/3页一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法[0001]技术领域：本发明涉及的是SiC陶瓷焊接领域，具体涉及的是一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法。[0002]背景技术：SiC陶瓷由于热膨胀系数小、耐磨性能好、化学性能稳定等特点，现已广泛应用于航空、航天、石油和化工等领域。制备SiC陶瓷材料的烧结技术也已趋于成熟，但制备SiC陶瓷的复杂大构件成品率依然很低，因此工业上常常采用将小尺寸的SiC陶瓷进行焊接而组成大构件的方法。[0003]钎焊是实现小尺寸SiC陶瓷连接的一种有潜力的技术，在SiC陶瓷的钎焊连接过程中的主要问题之一是界面润湿结合问题。SiC陶瓷与金属钎料在物理和化学性质方面差别巨大，金属钎料对SiC陶瓷的润湿比较困难，目前常在钎料中加入一定比例的活性元素，通过活性元素与待焊SiC陶瓷材料之间的化学反应来实现钎焊连接。而对于SiC陶瓷来说，最常用活性元素为Ti元素，为了避免活性元素在大气中的损耗，活性金属钎料对SiC陶瓷的润湿结合一般都在真空或惰性气氛中完成，并且活性钎焊的温度相对较高，常用的AgCuTi活性钎料，钎焊温度一般在850~1050℃，而采用一些其他活性钎料钎焊温度甚至高达1300℃以上，例如Ni51Cr活性钎料。针对SiC陶瓷的非高温应用，降低钎焊温度显得尤为重要。[0004]已有研究证明，将超声能引入钎焊过程，可取代钎剂实现绿色环保型焊接技术，同时可以实现普通钎焊难以完成的焊接过程，但是直接超声振动极易使SiC陶瓷出现开裂现象。[0005]发明内容：本发明的目的是提供一种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法，这种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法用于解决现有的SiC陶瓷钎焊接头，低温连接困难、接头残余应力大和母材开裂等问题。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种用于SiC陶瓷的电磁超声钎焊方法包括如下步骤：步骤一、将钎料箔片宽度加工至与SiC陶瓷宽度尺寸大小完全一致；步骤二、使用砂纸对钎料箔片与SiC陶瓷的表面进行打磨加工，利用丙酮清洗10~30min；步骤三、将步骤二处理后的钎料箔片填充到SiC陶瓷的两