5 % )与Fe基粉末合金(Col0.5 %，C2.3%, Cr4.0 %，Μο7.0%,W6.5%, V6.5%,余量为Fe)对接接头真空钎焊:ff-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样尺寸均为20mmX 20mmX 6mm，待奸焊面为20mmX 6mm截面。
[0047]钎料的成分及质量百分比配比为:Mn8.0%,Co4.0%,Nil.0%,Zr3.5%,Ti2.0%,余量为Cu。按照实施例1中的制备方法，制备的钎料厚度为80 μπι。
[0048]钎焊工艺步骤为:
[0049](I)准备阶段:对待钎焊的W-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28?W7号金相砂纸进行研磨光滑，将W-Cu复合材料、Fe基粉末合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0050](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于Fe基粉末合金与W-Cu复合材料待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.05MPa的恒定垂直压力；
[0051](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5X 10 3Pa的钎焊设备中，首先以8°C /min的速率升温至300°C，保温20min，再以5°C /min的速率继续升温至700°C，保温时间15min，再以8°C /min的速率继续升温至钎焊温度1050°C，保温时间30min，再以4°C /min的速率冷却至800°C，保温时间lOmin，最后以6°C /min的速率冷却至4500C，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。
[0052]结果:钎焊获得的W-Cu复合材料与Fe基粉末合金接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温四点弯曲强度为691MPa。
[0053]实施例3:
[0054]W-Cu 复合材料(W55Cu45, wt% )与 Fe 基粉末合金(Co 10.5%, C2.3%, Cr4.0%,Mo7.0%, W6.5%, V6.5%，余量为Fe)对接接头真空钎焊:W_Cu复合材料和Fe基粉末合金试样尺寸均为20mm X 20mm X 6mm，待奸焊面为20mm X 6mm截面。
[0055]钎料的成分及质量百分比配比为:钎料的成分及质量百分比配比为:Mn9.0%，Co3.5%,Nil.5%,Zr2.5%,Ti2.5%，余量为Cu。按照实施例1中的制备方法，制备的钎料厚度为50 μπι。
[0056]钎焊工艺步骤为:
[0057](I)准备阶段:对待钎焊的W-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28?W7号金相砂纸进行研磨光滑，将W-Cu复合材料、Fe基粉末合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0058](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于Fe基粉末合金与W-Cu复合材料待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.04MPa的恒定垂直压力；
[0059](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5X 10 3Pa的钎焊设备中，首先以6°C /min的速率升温至350°C，保温15min，再以6°C /min的速率继续升温至700°C，保温时间20min，再以6°C /min的速率继续升温至钎焊温度1030°C，保温时间20min，再以5°C /min的速率冷却至750°C，保温时间15min，最后以5°C /min的速率冷却至5000C，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。
[0060]结果:钎焊获得的W-Cu复合材料与Fe基粉末合金接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温四点弯曲强度为665MPa。
[0061]实施例4:
[0062]W-Cu 复合材料(W55Cu45, wt% )与 Fe 基粉末合金(Co 10.5%, C2.3%, Cr4.0%,Mo7.0%, W6.5%, V6.5%，余量为Fe)对接接头真空钎焊:W_Cu复合材料和Fe基粉末合金试样尺寸均为20mm X 20mm X 6mm，待奸焊面为20mm X 6mm截面。
[0063]钎料的成分及质量百分比配比为:钎料的成分及质量百分比配比为:Mn6.0%，Co3.5%，N1.3%，Zr2.0%，Til.2%，余量为Cu。按照实施例1中的制备方法，制备的钎料厚度为100 ym。
[0064]钎焊工艺步骤为:
[0065](I)准备阶段:对待钎焊的W-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28?W7号金相砂纸进行研磨光滑，将W-Cu复合材料、Fe基粉末合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0066](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于Fe基粉末合金与W-Cu复合材料待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.04MPa的恒定垂直压力；
[0067](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5 X 10 3Pa的钎焊设备中，首先以10°C /min的速率升温至300°C，保温20min，再以4°C /min的速率继续升温至750°C，保温时间15min，再以10 °C /min的速率继续升温至钎焊温度1000 °C，保温时间45min，再以3°C /min的速率冷却至800°C，保温时间lOmin，最后以7°C /min的速率冷却至4500C，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。
[0068]结果:钎焊获得的W-Cu复合材料与Fe基粉末合金接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温四点弯曲强度为682MPa。
[0069]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料，其特征在于:所选钎料为箔片带状，厚度为50?100 μ m，钎料以重量百分比计的元素成分包括:Mn6.0%?9.0%，Co3.5%~ 5%, N1.3%~ 1.7%, Zr2.0%~ 5.0%, Til.2%~ 2.8%，余量为 Cu。2.根据权利要求1所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料，其特征在于:所述钎料以重量百分比计的元素成分包括:Mn7.0%?9.0%，Co3.5%?4.5%，N1.5%?1.5%, Zr2.5%?4.5%，Til.5%?2.5%，余量为 Cu。3.根据权利要求1所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料，其特征在于:所述钎料以重量百分比计的元素成分包括:Mn8.0%、Co4.0%, Nil.0%, Zr3.5%,Ti2.0%，其余为 Cu ο4.一种如权利要求1至3任一项所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: .1)按质量百分比称取高纯度的Mn片、Co颗粒、Ni颗粒、Zr颗粒、Ti颗粒和Cu颗粒制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在18-23°C的温度下进行超声清洗15?20min ; . 2)将步骤(I)超声清洗后的混合物在30?50°C的温度下烘干，得到干燥的混合物； . 3)将步骤(2)的混合物Mn、Co、N1、Zr、T1、和Cu采用真空感应熔炼的方法制备成分均匀的钎料母合金，将制备出的母合金碾碎后，装入高真空单辊甩带机的石英玻璃管内； . 4)将石英玻璃管夹装在甩带机的电感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为.150 ?200 μ m ; . 5)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X103Pa，然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10 5Pa,然后腔体充满高纯Ar气至200?230mbar ； .6)开启电机，使铜辊转速!^在28?33m/s的范围内，再开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体60s?80s ; .7)将Ar气气压调制P= 30?60KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到钎料箔片带，厚度为.50 ?100 μ mD5.根据权利要求4所述的钎料的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中石英玻璃管喷嘴呈长方形，其长度为8?10mm，宽度为 0.8 ?1.2mm。6.根据权利要求4所述的用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的制备方法，其特征在于:所述步骤￠)中铜辊直径为250_，铜辊宽度为50_。7.一种如权利要求1至3任一项所述用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎料的钎焊工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)准备阶段:对待钎焊的W-Cu复合材料和Fe基粉末合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28?W7号金相砂纸进行研磨光滑，将W-Cu复合材料、Fe基粉末合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15?20min，并进行烘干处理； (2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于Fe基粉末合金与W-Cu复合材料待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生.0.04?0.06MPa的恒定垂直压力； (3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5 X 10 3Pa的钎焊设备中，首先以6?10°C /min的速率升温至300?350°C，保温15?20min，再以4?6°C /min的速率升温至700?750°C，保温时间15?20min，再以6?10°C /min的速率继续升温至钎焊温度1000?1050°C，保温时间20?45min，再以3?5°C /min的速率冷却至750?.8000C，保温时间10?15min，最后以5?7°C /min的速率冷却至450?500°C，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。
【专利摘要】本发明公开了一种用于钎焊W-Cu复合材料与Fe基合金的钎料及方法和钎焊工艺，其钎料为箔片带状，厚度为50～100μm，钎料以重量百分比计的元素成分包括：Mn6.0％～9.0％，Co3.5％～5％，Ni0.3％～1.7％，Zr2.0％～5.0％，Ti1.2％～2.8％，余量为Cu。本发明钎料的钎焊温度在1000℃～1050℃，钎料熔化温度适中，钎料熔化均匀；使用钎料箔片有利于促进钎焊连接过程中合金元素的扩散和界面反应，提高钎料在W-Cu复合材料和Fe基粉末合金表面的润湿和铺展能力，细化晶粒和减小残余应力，提高了接头的力学性能；采用本发明的钎料连接W-Cu复合材料与Fe基粉末合金的钎焊工艺稳定可靠，利用真空钎焊连接，构件在加热过程中处于真空状态，整个构件无变形，无微观裂纹、气孔和夹杂等缺陷，其表面润湿铺展较好。
【IPC分类】B23K1/008, B23K103/16, B23K35/14, B23K1/20, B23K35/40, B23K1/19
【公开号】CN105081597
【申请号】CN201510609776
【发明人】夏春智, 许祥平, 杨俊 , 邹家生
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月22日