黄铜与碳化硅陶瓷复合件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102557705A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102557705A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201010587456.4(22)申请日2010.12.14(71)申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司地址518109广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿海精密工业股份有限公司(72)发明人张新倍陈文荣蒋焕梧陈正士胡文峰(51)Int.Cl.C04B37/02(2006.01)B32B15/04(2006.01)B32B15/20(2006.01)B32B18/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称黄铜与碳化硅陶瓷复合件及其制造方法(57)摘要本发明提供一种黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，该方法主要包括在热压烧结炉中通过施加铝箔和镍箔作为连接介质层，实现黄铜与碳化硅陶瓷的固相扩散连接。本发明还提供一种由上述制造方法制得的黄铜与碳化硅陶瓷复合件。黄铜与碳化硅通过上述制造方法连接具有较高的结合力。CN10257ACN102557705A权利要求书1/1页1.一种黄铜与碳化硅陶瓷复合件的制造方法，包括以下步骤：提供一黄铜件、一碳化硅陶瓷件、一铝箔及一镍箔；对该碳化硅陶瓷件、黄铜件、铝箔及镍箔分别进行打磨和清洗；将碳化硅陶瓷件、铝箔、镍箔及黄铜件放入一连接模具中，使铝箔和镍箔夹放在碳化硅陶瓷件与黄铜件之间，并且铝箔与碳化硅陶瓷件相邻，镍箔与黄铜件相邻；将连接模具放入一热压烧结炉中，在保护气氛下使碳化硅陶瓷件、铝箔、镍箔及黄铜件固相扩散连接为黄铜与碳化硅陶瓷复合件；待冷却后取出黄铜与碳化硅陶瓷复合件。2.如权利要求1所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：所述连接模具放入热压烧结炉后，对热压烧结炉抽真空至10-3Pa级，然后充入氩气作为保护气氛，充入氩气后热压烧结炉内压力为0.3～0.6MPa，并在保护气氛下将热压烧结炉升温。3.如权利要求2所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：所述固相扩散连接是在如下工艺参数下进行：升温速率为1～20℃/min，连接时温度为700～1000℃，连接时温度的保温时间为30～70min，轴向压力为10～50MPa。4.如权利要求1所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：所述铝箔的厚度为0.1～0.5mm。5.如权利要求1所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：所述镍箔的厚度为0.1～0.5mm。6.如权利要求1所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：该连接模具包括一上压头和一下压头，该上压头和下压头分别从两端将放置于连接模具中的碳化硅陶瓷件、铝箔、镍箔及黄铜件压紧并对该碳化硅陶瓷件、铝箔、镍箔及黄铜件施加轴向压力。7.如权利要求1所述的黄铜与碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于：所述打磨和清洗步骤是指用金刚石砂纸打磨碳化硅陶瓷件，用碳化硅砂纸对黄铜件、铝箔和镍箔进行打磨，再用盛装有乙醇的超声波清洗器进行振动清洗5～15分钟。8.一种黄铜与碳化硅陶瓷复合件，该黄铜与碳化硅陶瓷复合件包括一黄铜件、一碳化硅陶瓷件及连接该黄铜件与该碳化硅陶瓷件的连接层，其特征在于：该连接层包括一第一过渡层、一铝层、一第二过渡层、一镍层及一第三过渡层，该第一过渡层位于碳化硅陶瓷件与铝层之间，第一过渡层主要由铝碳化合物及硅铝化合物组成，该第二过渡层位于铝层与该镍层之间，第二过渡层主要由铝镍化合物及铝镍固溶体组成，该第三过渡层位于镍层与黄铜件之间，第三过渡层主要由镍铜固溶体及镍铜化合物组成。9.如权利要求8所述的黄铜与碳化硅陶瓷复合件，其特征在于：该黄铜与碳化硅陶瓷复合件的黄铜/碳化硅陶瓷界面的剪切强度为50～80MPa，抗拉强度为60～100MPa。10.如权利要求8所述的黄铜与碳化硅陶瓷复合件，其特征在于：该第三过渡层还包括镍锌化合物及镍锌固溶体。2CN102557705A说明书1/3页黄铜与碳化硅陶瓷复合件及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属与陶瓷复合件及其制造方法，尤其涉及一种黄铜与碳化硅陶瓷复合件及其制造方法。背景技术[0002]黄铜在常温下具有较好的耐腐蚀性能，被广泛应用于制造各种工程结构和机械零件。然而，在高温、腐蚀性等较为恶劣的环境下，黄铜的耐腐蚀性、耐磨性、抗冲蚀性、耐高温性能等已经很难满足现代生产技术的进一步需求。而碳化硅陶瓷具有硬度高、高温抗腐蚀、耐磨损、抗冲蚀等优点。因此，黄铜和碳化硅陶瓷连接在一起制备成复合结构，对于黄铜在恶劣环境中应用具有非常重要的意义。[0003]目前，实现黄铜与碳化硅陶瓷的连接主要是在两者间添加中间单层或多层金属层，在高温下实现两者的扩散连接。采用单层金属层难于形成热膨胀系数的阶梯式变化，