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真空擴(kuò)散焊的材料工藝
Release date:2022-10-12

在與擴(kuò)散焊接相同的真空度(3×10 ?3 Pa)下進(jìn)行加熱,并用質(zhì)量氣體分析儀分析加熱大氣中的氣體,從而可以知道殘余氣體的組成。由于測量了釋放的氣體,在焊接材料中,大部分釋放的氣體是水蒸氣和氫氣,并且氮氣的量非常小,直到低于800°C。證實氮氣的釋放隨著溫度的升高而增加。此外,氮氣的量在停止和冷卻的同時減少。真空度(3×10 ?3 Pa)是通過用分子渦輪泵抽空擴(kuò)散焊接裝置而獲得的。

由SUS321不銹鋼制成的比較材料是直徑為12毫米的圓柱形構(gòu)件。由于通過真空加熱測量了比較材料釋放的氣體,比較材料沒有釋放氮氣。如上所述,在少量的鈦添加鋼材料如比較材料中,氮氣以TiN的形式存在于材料中,并且沒有氮溶解在材料中。因此,即使在真空中加熱也不會釋放氮氣。.

SUS304不銹鋼與含鋁鐵合金(鐵合金)的粘接,材料和與含鋁鐵合金(Fe-XAl)之間的鍵合。)進(jìn)行了3個[敏感詞]的擴(kuò)散焊接實驗。也就是說,實施是使用連接材料1的連接實驗,該連接材料在真空中加熱時釋放氮氣。

所用的連接材料是如上所述的直徑為12毫米的圓柱形構(gòu)件,并且對要被連接表面的一側(cè)進(jìn)行拋光。通過這種拋光處理,粘合表面的[敏感詞]表面粗糙度為2至4μm。此外,后面提到的含鋁鐵合金(Fe-XAl)的連接表面也進(jìn)行了類似的研磨。

連接條件如下:將連接對置于真空容器中,將真空容器的內(nèi)部抽真空至真空(3×10?3 Pa),然后通過高頻感應(yīng)加熱1100°C。在這種加熱狀態(tài)下,對粘接表面施加10 MPa的粘接壓力,通過保持20分鐘進(jìn)行擴(kuò)散焊接。在SUS304不銹鋼連接在一起的連接例中,連接強(qiáng)度為600 MPa,得到與基材相當(dāng)?shù)倪B接強(qiáng)度。

當(dāng)用于擴(kuò)散焊接的含鋁鐵合金材料含有約2%或更多的鋁時,通過在結(jié)合界面處通過與通過真空加熱釋放氮氣的材料結(jié)合來產(chǎn)生氮化鋁,發(fā)現(xiàn)接頭是脆弱的。因此,在本文中,脫模材料11是含有2%或更多質(zhì)量的鋁的鐵合金。

本例中壓力接收面1M是夾在含鋁鐵合金(Fe-XAl)3中的粘接材料的表面,而壓力接收面1M的焊接材料是鋁。它與所含的鐵合金(Fe—XAl)相鄰。

(SUS321不銹鋼和含鋁鐵合金(Fe-XAl)的接頭)使用上述實施例對比較材料進(jìn)行了實驗。該比較例是連接實驗,當(dāng)SUS321不銹鋼在真空中加熱時不釋放氮氣時。

這是SUS321不銹鋼和SUS321不銹鋼的連接,連接強(qiáng)度為600 MPa,并且獲得了與基材相當(dāng)?shù)倪B接強(qiáng)度。


從實施中可以看出,當(dāng)用于擴(kuò)散焊接的含鋁鎳合金材料含有約2%或更多的鋁時,氮化鋁通過與通過真空加熱釋放氮氣的材料結(jié)合而在鍵合界面處產(chǎn)生氮化鋁,發(fā)現(xiàn)接頭是脆弱的。因此,脫模材料11是含有2質(zhì)量%或2%以上的鋁的鎳合金。

擴(kuò)散焊接除真空外,還在惰性氣體(如氬氣)中進(jìn)行。當(dāng)鋼材料在大氣壓下在氬氣中加熱時,氬氣中的氮氣分壓為零,因此即使在氬氣中加熱時,氮氣也從鋼材料中釋放出來。在連接鋼材料時,由于氮氣不活躍,因此氮氣中的擴(kuò)散焊接沒有問題。

粘結(jié)氣氛不限于真空,而是即使在惰性氣體如氬氣或氮氣中也是有效的。通過使用這種惰性氣體或氮氣設(shè)置氣氛,氮化鋁可以形成如在真空氣氛中。

當(dāng)使用氧化鋁等常規(guī)陶瓷作為離型材料時,接頭對無法通電,并且不可能通過接頭對的直接通電來加熱。

在該方法中,由于脫模材料如含鋁鐵合金或含鋁鎳合金是導(dǎo)電金屬,因此擴(kuò)散焊接可以通過直接通電直接加熱。可以更有效地加熱。

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