[发明专利]一种采用纳米晶镍沉积层低温扩散连接镍基高温合金的方法

说明书

一种采用纳米晶镍沉积层低温扩散连接镍基高温合金的方法，它涉及一种镍基高温合金低温扩散连接的方法。本发明要解决现有镍基高温合金扩散连接的温度需要达到1150℃(母材熔点80％)以上，材料在高压下变形、晶粒粗化、使用性能严重退化的问题。方法：一、镍基高温合金的预处理；二、配置纳米晶镍沉积液；三、沉积纳米晶镍；四、真空扩散连接。本发明用于采用纳米晶镍沉积层低温扩散连接镍基高温合金。

技术领域

本发明涉及一种镍基高温合金低温扩散连接的方法。

背景技术

镍基高温合金在高温下具有良好的机械强度、抗氧化性和抗热腐蚀性，可以在900℃下长期服役，因此广泛应用于制造燃烧室、涡轮导向叶片，涡轮盘、机匣、航空发动机紧固件等多种重要零件。目前，常用的连接镍基高温合金的方法包括如钨极氩弧焊、电子束、激光束等熔化焊方法，但其均使母材熔化，导致接头焊缝处和热影响区晶粒粗大，易导致强度降低，甚至出现裂纹等缺陷。为了降低熔化焊高热输入带来的不利影响，钎焊也是一种常用的连接方法，尽管连接过程母材不熔化，但是复杂的钎料成分不可避免的会向接头引入杂质元素，削弱接头性能。扩散连接是一种特别适合连接大面积构件的固相焊接方法，连接过程中不会引入其他杂质元素，然而镍基高温合金变形困难，采用该方法焊接时需要施加较大的压力和长时间的保温，且保温温度需要达到1150℃(母材熔点80％)以上才能获得良好的连接效果，即使引入软性中间层，如Ni箔、Cu箔等，以增加连接开始阶段的界面物理接触，形成良好连接接头的温度依然需要达到1000℃(母材熔点70％)以上，这无疑会造成材料在高压下变形、晶粒粗化、使用性能严重退化的问题。因此，有必要开发一种适用于连接镍基高温合金的低温扩散连接方法。

发明内容

本发明要解决现有镍基高温合金扩散连接的温度需要达到1150℃(母材熔点80％)以上，材料在高压下变形、晶粒粗化、使用性能严重退化的问题，进而提供一种采用纳米晶镍沉积层低温扩散连接镍基高温合金的方法。

一种采用纳米晶镍沉积层低温扩散连接镍基高温合金的方法，它是按以下步骤进行的：

一、镍基高温合金的预处理：

对镍基高温合金依次进行碱洗、砂纸打磨、酸洗和中和处理，然后在非沉积面粘贴绝缘胶带，保证沉积面暴露，得到预处理后的镍基高温合金；

二、配置纳米晶镍沉积液；

依次将硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精钠与蒸馏水混合，然后在温度为55℃～60℃的条件下搅拌溶解，得到沉积液；

所述的沉积液中硫酸镍的浓度为300g/L～350g/L；所述的沉积液中氯化镍的浓度为45g/L～50g/L；所述的沉积液中硼酸的浓度为40g/L～50g/L；所述的沉积液中十二烷基硫酸钠的浓度为0.05g/L～0.1g/L；所述的沉积液中糖精钠的浓度为1g/L～2g/L；所述的沉积液 pH值为3.8～4.2；

三、沉积纳米晶镍：

以钛蓝包裹的电解镍块为阳极，以预处理后的镍基高温合金为阴极，在沉积液温度为 55℃～60℃、磁力搅拌速度为300r/min～350r/min及直流电的电流密度为2A/dm²～7.5A/dm²的条件下，沉积30min～150min，然后去掉绝缘胶带，清洗并干燥，得到附着有纳米晶镍沉积层的镍基高温合金；

四、真空扩散连接：