[发明专利]铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法

说明书

本发明涉及到真空钎焊工艺方法，特别是适用于全铝壁化核探测器所用材料的真空钎焊，具体说是一种铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法。

随着我国核探测技术的发展，提出研制全铝壁化的探测器，生产这类探测器需要解决铝与可伐合金、铝与95%Al₂O₃瓷等真空钎焊的工艺方法。铝硅钎料可用来钎焊铝及铝合金，但它在真空钎焊条件下不能润湿可伐合金和95%Al₂O₃瓷等材料。将被焊件表面进行工艺镀层，如用电镀或化学沉积法镀镍，或镀镍后渗镍，可以改善钎料对异种金属钎焊中润湿性差的一方或非金属材料的润湿性。为了提高可焊性，还可将镀镍件在真空和还原气氛中进行加热处理。但是这种钎焊工艺增加工艺镀层工序、成本高。要求钎焊间隙小（0.02～0.08mm），不易加工，而且由于受镀镍工艺方法的限制，镀镍层厚度不能太厚，一般在2～20μm左右，铝硅钎料在真空钎焊条件下在镀镍层表面上的润湿角大于45°，难以获得满意的钎缝强度，并限制了用铝硅钎料真空钎焊异种材料的范围。

本发明的目的是提供一种不需工艺镀层，成本低廉、钎缝间隙大、易于加工、适用范围广的铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法。

本发明是这样实现的：一种铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法包括：提供钎焊接头单边间隙为0.10～0.30mm的焊件，将所说的焊件经清洗后在其接头处均匀涂敷上0.10～0.20mm厚的镍膏，并放上Al-11.5Si钎料，置于不锈钢工艺盒内，将此工艺盒放入真空炉内，在真空度为（666.6～933.3）×10^-5Pa下，以9°～11℃/分的升温速度将炉温升到595°～650℃，保温1～2分钟，让焊件随炉自然冷却到100℃出炉;所说的镍膏是将化学纯的二甲苯和工业用颗粒状聚苯乙烯按2∶1～10∶1重量比配成溶液，搅拌均匀制成粘合剂，再将350～450目的镍粉与该粘合剂按1∶1.5～1∶5重量比配制后搅拌均匀制成。

铝硅钎料在真空钎焊条件下虽然不能润湿可伐合金、95%Al₂O₃瓷等母材，但在这些母材的钎焊接头处均匀涂敷上一层较厚的镍膏后，再放上铝硅钎料，装入不锈钢工艺盒内进行真空钎焊过程中，当真空炉内温度达到400℃左右时，镍膏中的粘合剂已挥发完，当真空炉内温度达到钎料熔化温度时，被焊件接头表面只剩下被净化的厚镍粉层，此镍粉层有极强的毛细作用，使熔化了的钎料迅速渗入镍粉层，并发生放热反应，镍粉层的强毛细作用和钎料与镍粉的放热反应大大提高了钎料对母材的润湿作用，使铝硅钎料在真空钎焊条件下润湿角接近于零，从而获得满意的钎焊接头。而铝硅钎料在同样真空钎焊条件下在镀镍层表面上的润湿角却大于45°，铝硅镍钎料在同样条件下则不润湿可伐合金、95%Al₂O₃瓷等材料。

本发明的显著优点是：钎焊工艺简单，焊件不需要镀镍、渗镍，因而成本低;焊件接头单边间隙大、容易加工;钎焊合格率高，平均合格率为90～95%，钎缝强度高于铝母材;可以钎焊多种异种材料，不仅可以钎焊铝与可伐合金、铝与95%Al₂O₃瓷，铝与不锈钢、铝与铍，而且可以钎焊可伐合金与不锈钢、不锈钢与铍等，同时利用本发明中的镍膏，采用银铜钎料可钎焊不锈钢与可伐合金、不锈钢与不锈钢等，因此可广泛用于各类核探测器、真空仪表仪器及石油、煤炭行业所用的各类密封件的钎焊。

现结合附图和实施例对本发明作详细描述：

图1是铝与可伐合金钎焊结构图;

图2是铝与95%Al₂O₃瓷钎焊结构图;

图3是可伐合金与不锈钢钎焊结构图。