专利名称：铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法
技术领域：
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，还可将镀镍件在氧化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焊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上均匀涂敷上0.10～0.20mm厚的镍膏，并放上铝硅钎料，置于不锈钢工艺盒内，将此工艺盒放入真空炉内进行钎焊，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。
图1所示的铝与可伐合金钎焊结构图是生产铝壁BF3正比计数管和铝壁硼沉积管密封绝缘子所用材料铝与可伐合金真空钎焊的实施例。将铝(L2)件1和可伐合金(4J31)件4结常规清洗后，在其焊接处均匀涂敷上0.10～0.15mm厚的镍膏2，并放上Al-11.5Si钎料3，随后将此焊件放入放有0.5克镁块的不锈钢工艺盒中，将此盒送入真空炉中，使炉中的热电偶与工艺盒盖接触良好，进行真空钎焊。使用的钎焊规范是在炉中真空度达666.6×10-5Pa至933.3×10-5Pa之间后，以9℃/分的速度将炉温升到595°～600℃，保温1～2分钟，然后让焊件随炉自然冷却到100℃出炉。加镁块是作为活化剂，以清除焊件表面的氧化膜，为了保证母材获得镁蒸汽的充分利用，用工艺盒作局部屏蔽。工艺盒的大小由真空炉的炉膛和被焊件的尺寸大小决定，本实施例中其体积为200×200×100mm3，加镁量与工艺盒体积比以0.12g/M3为宜。
图2所示的铝与95%Al2O3瓷的钎焊结构图是生产高灵敏度铝壁硼沉积正比计数管密封绝缘子钎焊的实施例，将可代合金(4J31)件1、铝(L2)件3和6及95%Al2O3瓷件5按常规清洗后，再将95%Al2O3瓷件5在其焊接处进行金属化处理，随后在各件的焊接部位均匀涂敷上0.10～0.15mm厚的镍膏4，按图2装配好后，放上Al-1.15Si～0.15Mg钎料2，放入200×200×100mm3的不锈钢工艺盒中，送入真空炉，使炉中热电偶与工艺盒盖接触良好后进行钎焊，其规范如下当炉中真空度达到666.6×10-5～933.3×10-5Pa，以11℃/分的速度升温到600～610℃，保温2分钟，让焊件随炉自然冷却到100℃出炉。
如图3所示，将不锈钢件1和可代合金件2经常规清洗后，在它们的焊接处均匀涂上0.10～0.15mm厚的镍膏3，按图3装配好后放上Al-11.5Si钎料4，将它们放入200×200×100mm3的不锈钢工艺盒内，盒内加0.5克镁块，将工艺盒送入真空炉，使炉中热电偶与盒盖接触良好，进行钎焊。其规范如下在炉中真空度达666.6×10-5～933.3×10-5Pa后，以10℃/分速度升温到620°～650℃，保温2分钟，让焊件随炉自然冷却到100℃出炉。
图3中，不锈钢件1和可伐合金件2也可以采用Ag-Cu28钎料进行真空钎焊，即将上述两件经常规清洗后在其焊接处均匀涂敷上0.10～0.15mm厚的镍膏3，再放上Ag-Cu28钎料4，即可直接放入真空炉中进行钎焊，其规范是在炉中真空度达666.6×10-5～933.3×10-5Pa后以16℃/分速度将炉温升到850℃，保温2分钟，随炉自然冷却到100℃出炉。
上述各实施例中，各焊件接头处单边间隙为0.15～0.20mm，所用镍膏是由化学纯二甲苯与工业颗粒状聚苯乙烯按1∶0.5重量比制成粘合剂，用400目镍粉与粘合剂按1∶1.5重量比配制成。
权利要求
1.一种铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法，其特征在于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，并放上铝硅钎料，置于不锈钢工艺盒内，将此工艺盒放入真空炉内进行钎焊，所说的镍膏是由化学纯的二甲苯和工业用颗粒状聚苯乙烯按2∶1～10∶1重量比配成的粘合剂，再由350～450目镍粉与该粘合剂按1∶1.5～1∶5重量比配制成。
2.根据权利要求1所说的一种铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法，其特征在于钎焊接头单边间隙为0.15～0.20mm，涂敷镍膏厚度为0.10～0.15mm，所说的镍膏是由化学纯二甲苯与工业用颗粒状聚苯乙烯按1∶0.5重量比配成粘合剂，用400目镍粉与该粘合剂按1∶1.5重量比配制成。
全文摘要
本发明提供一种铝硅钎料真空钎焊异种材料的工艺方法，其特征是提供钎缝单边间隙为0.10～0.30mm的焊件，该焊件经清洗后在其钎缝处均匀涂敷上由二甲苯、聚苯乙烯及镍粉制成的镍膏，放上铝硅钎料，置于真空炉内钎焊。本发明工艺简单，合格率90～95％，钎缝强度高于铝母材，可钎焊铝与可代合金，铝与95％Al
文档编号B23K1/008GK1063834SQ91100629
公开日1992年8月26日 申请日期1991年2月5日 优先权日1991年2月5日
发明者刘桂梅, 庄鸿寿, 康慧, 尚秀兰 申请人:中国核工业总公司北京核仪器厂