[发明专利]利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法

权利要求书

1.利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于该纳米化装置包括振动台(3)、样品存储罐、固定装置与撞击球(4)；

所述的振动台(3)产生的振动垂直于振动台表面；

所述的样品存储罐由上盖(6)及下盖(7)组成，上盖(6)沿中心轴线的纵截面为凸形，下盖(7)沿中心轴线的纵截面为凹形，上盖(6)沿中心轴线向内加工有第一内凹圆槽，下盖(7)沿中心轴线向内加工有第二内凹圆槽，上盖(6)与下盖(7)凹凸配合并螺纹连接，且第一内凹圆槽与第二内凹圆槽相连通形成圆柱形空腔(10)；所述的撞击球(4)位于圆柱形空腔(10)内部；

所述的撞击球(4)的直径大于待加工件(1)的厚度，小于圆柱形空腔(10)高度的1/2，且小于圆柱形空腔(10)底面半径；所述的撞击球(4)的材质与待加工件(1)的材质相同；

所述的固定装置由一个固定杆(8)与两个固定螺栓(9)组成；

样品存储罐位于振动台(3)上表面，样品存储罐顶部沿中心径向设置固定杆(8)，且固定杆(8)两端分别设置通孔，两个固定螺栓(9)分别穿过固定杆(8)两端通孔与振动台(3)上表面螺纹孔(5)相配合；

该方法是按以下步骤进行的：

一、钛与锆的表面纳米化：

①、将待加工件(1)的待连接面的背面粘贴于上盖(6)的第一内凹圆槽底部；

所述的待加工件(1)为去除氧化膜的钛或去除氧化膜的锆；

②、将多个撞击球(4)置于下盖(7)的第二内凹圆槽内，且多个撞击球(4)铺满第二内凹圆槽底部，然后将上盖(6)与下盖(7)凹凸配合并螺纹连接，得到装有试样与撞击球的样品存储罐；

③、将装有试样与撞击球的样品存储罐置于振动台(3)上，沿样品存储罐顶部中心径向放置固定杆(8)，将两个固定螺栓(9)分别穿过固定杆(8)两端通孔并与振动台(3)上表面螺纹孔(5)连接，通过固定杆(8)的压力将样品存储罐固定在振动台(3)上；

④、开启振动台(3)，在振动频率为20Hz～80Hz及输出功率为2kW～3kW的条件下，撞击球(4)撞击待加工件(1)的待连接面30min～120min；

⑤、从振动台(3)上取下装有试样与撞击球的样品存储罐，将粘贴有待加工件(1)的上盖(6)浸泡于丙酮溶液中20min～30min，即得到表面纳米化的钛母材或表面纳米化的锆母材；

二、真空扩散焊：

清洗表面纳米化的钛母材及表面纳米化的锆母材，将清洗后的钛母材及清洗后的锆母材待连接面相对并叠放，得到待焊件，在待焊件上下分别设置石墨垫板，并放置于真空扩散焊炉中，抽真空至真空度小于5×10^-2Pa，在加热速率为10℃/min～15℃/min的条件下，将温度升温至600℃～700℃，然后在温度为600℃～700℃及压力为3MPa～9MPa的条件下，扩散焊接20min～30min，再以降温速率为5℃/min～15℃/min的条件下，降温至200℃或200℃以下，最后随炉冷却至室温，去除石墨垫板并清洗，即完成利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法。

2.根据权利要求1所述的利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于所述的上盖(6)与下盖(7)的横截面为圆形。

3.根据权利要求1所述的利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于所述的圆柱形空腔(10)直径为160mm～200mm，高度为180mm～220mm。

4.根据权利要求1所述的利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于所述的固定杆(8)的材质为45号钢。

5.根据权利要求1所述的利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于步骤一①中所述的去除氧化膜的钛或去除氧化膜的锆是按以下步骤制备的：将钛或锆的两个待连接面用砂纸进行打磨，除去表面氧化膜，得到去除氧化膜的钛或去除氧化膜的锆。

6.根据权利要求1所述的利用纳米化装置进行钛与锆低温扩散连接的方法，其特征在于步骤一①中利用双面胶或502胶将待加工件(1)的待连接面的背面粘贴于上盖(6)的第一内凹圆槽底部。