[发明专利]一种Cf

说明书

一种C_f/C复合材料与镍基高温合金的复合钎焊连接方法，属于异种材料连接领域，包括以下步骤：1.将一定配比的Ag粉、Ti粉及TiC颗粒均匀混合制成Ag‑Ti+TiC复合钎料，用无水乙醇调成膏状均匀涂在待焊材料之间，形成待焊件；2.将待焊件置于真空加热炉中，焊接温度990～1080℃，保温时间10～90min，不施加任何压力下复合钎焊C_f/C复合材料与镍基高温合金。钎焊过程中，Ti作为活性元素与C_f/C反应形成反应层，加入的高熔点TiC颗粒作为增强相，形成了类似颗粒增强金属基复合材料的复合连接层，降低了连接层的热膨胀系数，缓解了接头的热应力，接头室温剪切强度最高可达67.2MPa。本发明具有工艺方法简单，接头强度极高且耐温性能好，连接温度较低，连接材料易制备，成本低等优点。

技术领域

本发明属于异种材料连接技术领域，涉及一种C_f/C复合材料与镍基高温合金的复合钎焊连接方法。

背景技术

C_f/C复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料，具有密度低、耐高温、热膨胀系数小、耐腐蚀、吸震性能好、弹性模量高等优点，而且随着C_f/C复合材料使用温度升高至2200℃，其强度相比室温不降反升，这些优异的性能使得C_f/C复合材料广泛用于航空航天领域。然而，相比于金属而言，C_f/C复合材料的延展性和冲击韧性较低，加工性能较差，不易制造大尺寸或者复杂结构件，在某些领域，C_f/C复合材料需要和金属连接组成大尺寸或者复杂的结构件。镍基高温合金具有耐高温、耐腐蚀、加工性能好等优点，是航空航天发动机的关键材料，被誉为“燃气轮机的心脏”，若将C_f/C复合材料与镍基高温合金进行连接，可发挥两种材料各自的优异性能，显著提高航天发动机的推质比和灵敏度。因此，解决C_f/C复合材料和镍基高温合金连接的问题，是保证 C_f/C复合材料进一步拓展在航空航天领域应用的关键。

C_f/C复合材料和镍基高温合金的连接技术难度大、可靠性要求高，主要表现在：(1)接头使用性能和服役可靠性要求高：焊接接头在航天发动机中的应用部位大都结构复杂，并且长期处在震荡和高温环境中，因此对接头性能和可靠性要求极为苛刻；(2)C_f/C复合材料与镍基高温合金之间热膨胀系数差别很大，焊接后的接头之间存在较大应力，容易导致接头失效；(3)大多数钎料对C_f/C复合材料润湿性很差或者不润湿，难以实现有效连接；(4)C_f/C 复合材料熔点高，不能形成液相，普通的熔化焊，如MIG、TIG焊等不适用于C_f/C复合材料和金属的连接；(5)扩散焊技术虽然可以用于C_f/C复合材料和金属的连接，但连接温度高，对基体表面要求高，需要施加较大压力，接头强度分散性较大，所以扩散焊也不适用于C_f/C 复合材料和金属的连接。