[发明专利]用于钎焊W‑Cu复合材料与Fe基合金的钎料及方法和钎焊工艺

权利要求书

1.一种用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料，其特征在于：所选钎料为箔片带状，厚度为50～100μm，钎料以重量百分比计的元素成分包括：Mn7.0％、Co4.5％、Ni0.5％、Zr4.5％、Ti1.5％，其余为Cu；或Mn8.0％、Co4.0％、Ni1.0％、Zr3.5％、Ti2.0％，其余为Cu。

2.一种如权利要求1所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按质量百分比称取高纯度的Mn片、Co颗粒、Ni颗粒、Zr颗粒、Ti颗粒和Cu颗粒制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在18-23℃的温度下进行超声清洗15～20min；

2)将步骤(1)超声清洗后的混合物在30～50℃的温度下烘干，得到干燥的混合物；

3)将步骤(2)的混合物Mn、Co、Ni、Zr、Ti、和Cu采用真空感应熔炼的方法制备成分均匀的钎料母合金，将制备出的母合金碾碎后，装入高真空单辊甩带机的石英玻璃管内；

4)将石英玻璃管夹装在甩带机的电感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为150～200μm；

5)关闭炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10^-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10^-5Pa，然后腔体充满高纯Ar气至200～230mbar；

6)开启电机，使铜辊转速u_s在28～33m/s的范围内，再开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体60s～80s；

7)将Ar气气压调制P＝30～60KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到钎料箔片带，厚度为50～100μm。

3.根据权利要求2所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中石英玻璃管喷嘴呈长方形，其长度为8～10mm，宽度为0.8～1.2mm。

4.根据权利要求2所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中铜辊直径为250mm，铜辊宽度为50mm。

5.一种如权利要求1所述用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的钎焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备阶段：对待钎焊的W-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28～W7号金相砂纸进行研磨光滑，将W-Cu复合材料、Fe基粉末合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15～20min，并进行烘干处理；

(2)装配阶段：将清洗后的钎料箔片置于Fe基粉末合金与W-Cu复合材料待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.04～0.06MPa的恒定垂直压力；

(3)钎焊连接阶段：将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5×10^-3Pa的钎焊设备中，首先以6～10℃/min的速率升温至300～350℃，保温15～20min，再以4～6℃/min的速率升温至700～750℃，保温时间15～20min，再以6～10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1000～1050℃，保温时间20～45min，再以3～5℃/min的速率冷却至750～800℃，保温时间10～15min，最后以5～7℃/min的速率冷却至450～500℃，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。