[发明专利]一种金属片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种金属片，包括铜箔层，和分别附着在铜箔层两侧的第一吸附层和第二吸附层；第一吸附层包括铌、钒、锌，第二吸附层包括铬、锌；其中，锌占第一吸附层或第二吸附层的质量百分比为5～15％；第一吸附层中铌和钒的质量比为2.5～3.5:1。还提供了金属片制备方法，分别制备以铌、钒、锌为金属粉末原料，和以铬、锌粉末为金属粉末原料的金属浆料；使两种金属浆料分别均匀的附着在铜箔两侧表面。还提供了金属片应用于钛合金与不锈钢的焊接中的方法。本发明提供的金属片本身具有较高的强度且降低了成本；制备过程简单，保证焊接质量。应用于钛合金和不锈钢焊接时，实现了逐层过渡，极大的提高焊接接头的强度。

技术领域

本发明涉及异种金属焊接技术领域，特别涉及一种金属片及其制备方法，以及该金属片应用于钛合金与不锈钢的焊接中的方法。

背景技术

将钛合金与不锈钢进行焊接，钛合金-不锈钢结构可使不锈钢的良好焊接性、耐磨性、低成本与钛合金的低密度和良好耐腐蚀性相结合，充分发挥两种材料在性能和经济上的互补优势。但是钛合金与不锈钢在物理和和化学方面的差异较大，直接连接形成接头的强度较低，不能在工业生产中大量应用。

经研究表明，在钛合金和不锈钢之间添加过渡金属，可获得较高强度的接头，实现钛合金与不锈钢的可靠连接。目前的过渡金属通常选用单一金属，但单一金属在异种金属连接中效果一般。较常用的单一金属是镍或铜，其中选用镍作为过渡金属时，由于镍和钛质检的扩散能力较强，在焊接的较长时间高温下，镍钛交界面又由形成金属间化合物薄层，因此接头强度受到限制。选用铜作为过渡金属时，焊接接头强度很低，钛合金和铜的焊接界面易发生断裂。

针对上述问题，现有技术也有使用多种金属制备成复合过渡层，其中采用钒、铌等贵重金属元素制备的复合过渡层可发挥出每层金属各自的优势，取得更好的连接效果，但是存在成本高的问题。

发明内容

本发明目的在于解决在钛合金和不锈钢焊接时，添加单一过渡金属连接效果一般，而复合过渡层成本高的问题。提供一种多层结构的金属片，可以作为过渡金属应用于钛合金和不锈钢焊接，金属片使用铜箔作为基体材料，并且添加锌元素，减少了贵重金属元素铌、钒的使用量，在不影响焊接质量的条件下，使金属片本身具有较高的强度且降低了成本；金属片的制备过程简单，能够精确控制所制备粉末层的厚度、密度，使得粉末能够均匀的附着在铜箔表面，保证焊接质量；作为过渡金属应用于钛合金和不锈钢焊接时，实现了逐层过渡，减少或避免因钛、铁原子直接接触而形成脆性金属间化合物的数量，极大的提高焊接接头的强度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开一种金属片，包括铜箔层，和分别附着在铜箔层两侧的第一吸附层和第二吸附层；第一吸附层包括铌、钒、锌，第二吸附层包括铬、锌；其中，锌占第一吸附层或第二吸附层的质量百分比为5～15％；第一吸附层中铌和钒的质量比为2.5～3.5:1。

采用上述方案，采用多种金属材料构成多层结构的金属片，作为过渡金属应用于钛合金和不锈钢焊接，可以实现逐层过渡，提高焊接接头的强度。金属片使用铜箔作为基体材料，并且添加锌元素，减少了贵重金属元素铌、钒的使用量，在不影响焊接质量的条件下，使金属片本身具有较高的强度且降低了成本。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的金属片，铜箔层的牌号为T4,厚度为0.4mm。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的金属片，锌占第一吸附层或第二吸附层的质量百分比为10％；第一吸附层中铌和钒的质量比为3:1。

采用上述方案，接头具有最好的力学性能，对应的接头组织中Ti-Fe系脆性金属间化合物含量最少；接头抗拉强度可达到380MPa。

本发明的实施方式公开了一种金属片的制备方法，步骤包括，分别制备以铌、钒、锌为金属粉末原料的金属浆料，和以铬、锌粉末为金属粉末原料的金属浆料；使两种金属浆料分别均匀的附着在铜箔两侧表面；

其中金属浆料的制备方法包括：