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真空釬焊金剛石和316不銹鋼
發(fā)布時(shí)間:2023-01-30

為解決真空釬焊工藝中的釬焊金剛石和316不銹鋼效果差、成本高的技術(shù)問(wèn)題,以及現(xiàn)有技術(shù)中的釬焊不適用于真空環(huán)境中的釬焊工藝,提供了金剛石和316不銹鋼的真空釬焊和真空釬焊方法。本文的真空釬焊方法對(duì)金剛石和316不銹鋼具有良好的釬焊效果。大顆粒金剛石可焊接到316不銹鋼基體上,釬焊對(duì)人體基本無(wú)害,成本低,適用于真空環(huán)境中的釬焊金剛石和316不銹鋼。為了達(dá)到上述目的,本文通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):金剛石和316不銹鋼專(zhuān)用真空釬焊材料,包括以下百分比含量的成分

6%~8%,Si4%~8%,Sn4%~7%,B2.5%~4%,F(xiàn)e2%~4%,C0.03%~0.1%,剩余為Ni。此外,一種金剛石和316不銹鋼專(zhuān)用真空釬焊材料,包括以下10%質(zhì)量成分:Cr7.5%,Si4.5%,Sn4.5%,B3.5%,F(xiàn)e3.5%,C0.05%,剩余為Ni76.45%。此外,真空釬焊釬料是通過(guò)球磨制成的粉末釬料。[0011]此外,球磨處理過(guò)程中的直徑為5mm以料球比為2:1的磨球速度為300rpm下球磨3h所述釬料的制備。由于Cr18Ni316不銹鋼的化學(xué)成分為鐵72wt%、鉻18wt%、鎳10wt%,鑒于316不銹鋼的組成和金剛石的特性,為了形成金剛石與不銹鋼之間強(qiáng)度較高的連接效果,釬焊釬料采用鎳為基體。由于金剛石是碳的單質(zhì)材料,當(dāng)金剛石與不銹鋼緊密連接時(shí),通過(guò)在鎳鉻合金中添加強(qiáng)碳化物形成元素Cr(從6%到8%)或通過(guò)鉻Cr金屬化金剛石表面來(lái)提高金剛石與316不銹鋼之間的可焊性。鎳具有熔點(diǎn)高、抗氧化、耐腐蝕、塑性好、強(qiáng)度大等特點(diǎn),316不銹鋼中Cr含量為18wt鎳含量為10%wt%,因此,真空釬焊釬料中的鉻含量需要適當(dāng)降低,鎳含量需要增加,這有利于316不銹鋼中較高含量的鉻擴(kuò)散到釬焊料中,而釬焊料中較高含量的鎳擴(kuò)散到316不銹鋼中,即兩者會(huì)相互擴(kuò)散,相互擴(kuò)散有助于提高金剛石和316不銹鋼的焊接強(qiáng)度。釬料中的鉻含量為6wt%到8wt%時(shí)可與鎳形成Ni-Cr固體熔體,提高真空釬焊的熱強(qiáng)度、抗氧化性、耐腐蝕性和潤(rùn)濕性;添加硅、錫、硼可降低釬焊熔點(diǎn),提高釬焊對(duì)316不銹鋼的潤(rùn)濕性,使焊接內(nèi)應(yīng)力小,焊縫焊接強(qiáng)度好,大大降低金剛石裂紋率;添加鐵可提高真空釬焊焊縫的力學(xué)性能,含量控制在2%到4%之間;碳的加入可以降低鎳基體的熔點(diǎn),提高釬料的強(qiáng)度和硬度,但對(duì)釬料的潤(rùn)濕性影響不大。另一方面,本文提供了金剛石和316不銹鋼的真空釬焊方法,包括以下步驟:氟化硼去除316不銹鋼表面氧化膜:將釬焊爐底部的真空度提取到10-4Pa,加入氟化硼和5N上述高純氬混合氣I,然后將真空度控制為0.7×105Pa~0.9×105Pa,升溫至600°C~720°C,絕緣5~15分鐘;316不銹鋼表面氧化膜恢復(fù)反應(yīng),可去除316不銹鋼表面氧化膜;(2)氫氮混合物恢復(fù)316不銹鋼表面氧化膜:氫和5N上述高純氬混合氣II,混合氣的替換步驟(1)I,0控制真空度.7×105Pa~0.9×105Pa,升溫至750°C~850°C,保溫5min~20min;316不銹鋼表面氧化膜恢復(fù)反應(yīng),316不銹鋼表面氧化膜可在步驟(1)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完全去除;(3)真空釬焊階段:停止進(jìn)入步驟(2)混合物II,抽真空至0.8×10-3Pa~1×10-3Pa,將溫度升至1020°C~1040°C后保溫5min~20min,金剛石和316不銹鋼的真空釬焊采用金剛石和316不銹鋼的特殊釬焊材料。此外,步驟(1)中氟化硼在混合氣I中的質(zhì)量百分比為3%~5%。此外,步驟中氟化硼在混合氣I中的質(zhì)量百分比為3%~5%。wt%~5wt%氟化硼的氣體濃度能滿(mǎn)足釬焊除膜的要求,提高生產(chǎn)安全性。此外,步驟(2)中氫氣在混合氣II中的質(zhì)量百分比為2%~3.5%。氣體濃度能滿(mǎn)足釬焊除膜的要求,提高生產(chǎn)安全性。此外,步驟(3)將溫度升高到1020°C~1040°C升溫率為5°C/min

12°C/min。有益的技術(shù)效果:316不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼,其表面的氧化膜是極難去除的三氧化二鉻Cr2O三、三氧化二鐵Fe2O3.采用本發(fā)明方法在高溫下恢復(fù)316不銹鋼表面與氟化硼氣體的反應(yīng),以去除其表面氧化膜。為了更徹底地去除表面氧化膜,氫氮混合物用于恢復(fù)316不銹鋼表面氧化膜。這兩步恢復(fù)反應(yīng),316不銹鋼表面氧化膜可完全去除,然后采用金剛石和316不銹鋼專(zhuān)用真空釬焊鎳基多相結(jié)果釬焊,由于釬焊熔點(diǎn)低,具有良好的熱強(qiáng)度、抗氧化、耐腐蝕、潤(rùn)濕,使金剛石和316不銹鋼焊接應(yīng)力小,焊接強(qiáng)度高,可大大降低金剛石裂紋的比例。本文的真空釬焊方法對(duì)金剛石和316不銹鋼具有良好的釬焊效果。大顆粒金剛石可焊接到316不銹鋼基體上,釬焊基本無(wú)害,成本低,適用于真空環(huán)境中的釬焊金剛石和316不銹鋼。


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