一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于真空钎焊技术，涉及一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法。
【背景技术】
[0002]微晶玻璃相比一般陶瓷、玻璃具有更好的强度、耐磨性、电绝缘性和硬度等，凭借其优良的性能发展至今应用广泛。在一些特定领域应用时，需要将微晶玻璃与金属进行焊接，而微晶玻璃与金属形成牢固焊接不易实现。首先微晶玻璃与焊料间不易润湿，很难形成可靠封接；其次微晶玻璃与大多金属间膨胀系数差别大，为非匹配焊接，焊接处应力大，易产生缺陷。因此要实现微晶玻璃与金属气密性焊接，首先在微晶玻璃表面焊接区形成牢固可靠的焊接基底是十分重要的。
[0003]目前可使用磁控溅射法在微晶玻璃表面镀制金属膜层的方法形成焊接基底，但该方法所用镀膜机设备造价高，金属膜镀制工艺复杂，要求苛刻，生产效率低，生产成本高，不易在批量生产中应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的:提供了一种在微晶玻璃表面形成可靠焊接基底的方法，该方法操作简单、成本低，生产效率高，且该方法所形成的焊接基底与微晶玻璃结合强度高、气密性好。
[0005]本发明的技术方案:一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法，其包括如下步骤:
[0006]步骤1:配置焊膏
[0007]I)按质量比不低于8:1的比例准备锡、钛两种金属粉末，金属粉末的规格至少为150 目；
[0008]2)使用乙酸异戊酯和III型弱棉配制溶液，其中乙酸异戊酯和III型弱棉质量比范围为25:1?25:0.5,配制温度控制在低于60°C,配制过程使用磁力搅拌机搅拌至少I小时；
[0009]3)将锡钛混合金属粉末与配制好的III型弱棉溶液混合，制成所用焊
[0010]膏，其中混合金属粉末与III型弱棉溶液质量比比不高于2:1 ;步骤2:涂敷焊接区
[0011]I)涂敷前将配制好的焊膏充分搅拌均匀；
[0012]2)将焊膏均匀的涂敷在微晶玻璃焊接面，其中涂敷层的厚度应大于0.5mm，保障足够的焊接强度；
[0013]3)焊膏在空气中晾干后，应去除多余不规整部分，防止有害应力的产生；
[0014]步骤3:温度处理
[0015]使用真空钎焊设备，在真空环境下对已经涂敷焊膏的微晶玻璃进行温度处理，使其熔化充分润湿、扩散与微晶玻璃形成可靠连接。
[0016]步骤3中温度处理的具体过程如下:包括以不大于10度/分钟的升温速率从20度到270度的升温处理，然后二十分钟的270度高温处理，接着以不大于5度/分钟的升温速率270度到730度升温处理，然后又是十分钟的730度高温处理，再进行以不大于5度/分钟的降温速率从730度到200度的降温处理，最后是关闭温度控制从200度随炉降温至室温。
[0017]本发明的优点和有益效果是:
[0018]本发明使用锡粉、钛粉与配制好的三型弱面溶液混合制成焊膏，再将焊膏涂敷与微晶玻璃表面通过真空加热的方法最终在微晶玻璃表面形成焊接基底。该方法所需材料、设备成本低，操作方法简便容易实施，有较好的经济价值和实际应用价值。该方法所形成的焊接基底充分润湿、扩散至微晶玻璃内，连接牢固、强度高、气密性好。同时基底材料易于与常用焊接钎料形成可靠焊接，从而实现微晶玻璃与不同金属间形成的焊接，并焊接应力小可靠性高。
【附图说明】
[0019]图1是本发明在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法的流程图；
[0020]图2是本发明形成焊接基底的示意图
[0021]其中，1-微晶玻璃、2-焊接基底。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0023]本发明在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法主要通过配置特殊的助焊剂，在焊接区表面涂敷，利用特殊工艺，形成应力低、气密性好的焊接基底。
[0024]请参阅图1，其是本发明在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法的流程图，其主要过程如下:
[0025]步骤1:配置焊膏
[0026]4)按不低于8:1 (质量比)的比例准备锡、钛两种金属粉末，金属粉末的规格至少为150目;
[0027]5)使用乙酸异戊酯和III型弱棉配制溶液。其中乙酸异戊酯和III型弱棉比例为25:I?25:0.5范围(质量比)，配制温度控制在低于60°C，配制过程使用磁力搅拌机搅拌至少I小时；
[0028]6)将锡钛混合金属粉末与配制好的III型弱棉溶液混合，制成所用焊膏，其中混合金属粉末与III型弱棉溶液比例不高于2:1 (质量比)。
[0029]步骤2:涂敷焊接区
[0030]I)涂敷前将配制好的焊膏充分搅拌均匀；
[0031]2)将焊膏均匀的涂敷在微晶玻璃焊接面，其中涂敷层的厚度应大于0.5mm，保障足够的焊接强度；
[0032]3)焊膏在空气中晾干后，应去除多余不规整部分，防止有害应力的产生。
[0033]步骤3:温度处理
[0034]使用真空钎焊设备，在真空环境下对已经涂敷焊膏的微晶玻璃进行
[0035]温度处理，使其熔化充分润湿、扩散与微晶玻璃形成可靠连接。
[0036]其中，所述温度处理包括以不大于10度/分钟的升温速率从20度到270度的升温处理，然后二十分钟的270度高温处理，以使微晶玻璃整体热均匀，减少应力，接着以不大于5度/分钟的升温速率270度到730度升温处理，以减少温度变化对应力的影响，然后又是十分钟的730度高温处理，以进行充分的润湿、扩散、渗透，再进行以不大于5度/分钟的降温速率从730度到200度的降温处理，最后是关闭温度控制从200度随炉降温至室温。从而使得焊膏利用扩散、渗透作用在微晶玻璃表面形成牢固、可靠的焊接基底。该方法制成的焊接基底与微晶玻璃间的应力小，不会造成微晶玻璃的崩边、炸裂等情况。同时该焊接基底易于与常用焊接钎料形成可靠焊接从而实现微晶玻璃与不同金属间形成的焊接。
[0037]图2为焊膏涂敷在微晶玻璃表面进行温度处理后形成的焊接基底示意图，从此图可看出焊接基底与微晶玻璃表面结合紧密，同时没有焊接应力导致的崩边，裂纹情况。
[0038]另外，通过酸液腐蚀的方法去除焊接基底，微晶玻璃表面仍存在黑色印迹不能去除，渗透深度约为20?30 μ m，只能通过表面抛光去除。表明焊接已充分润湿、扩散至微晶玻璃内部，渗透性好，保证了微晶玻璃焊接处具有足够的气密性和强度。
[0039]本发明使用锡粉、钛粉与配制好的三型弱面溶液混合制成焊膏，再将焊膏涂敷与微晶玻璃表面通过真空加热的方法最终在微晶玻璃表面形成焊接基底。该方法所需材料、设备成本低，操作方法简便容易实施，有较好的经济价值和实际应用价值。该方法所形成的焊接基底充分润湿、扩散至微晶玻璃内，连接牢固、强度高、气密性好。同时基底材料易于与常用焊接钎料形成可靠焊接，从而实现微晶玻璃与不同金属间形成的焊接，并焊接应力小可靠性高。
【主权项】
1.一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:配置焊膏 1)按质量比不低于8:1的比例准备锡、钛两种金属粉末，金属粉末的规格至少为150目； 2)使用乙酸异戊酯和III型弱棉配制溶液，其中乙酸异戊酯和III型弱棉质量比范围为25:1?25:0.5,配制温度控制在低于60°C,配制过程使用磁力搅拌机搅拌至少I小时； 3)将锡钛混合金属粉末与配制好的III型弱棉溶液混合，制成所用焊 膏，其中混合金属粉末与III型弱棉溶液质量比比不高于2:1 ;步骤2:涂敷焊接区 1)涂敷前将配制好的焊膏充分搅拌均匀； 2)将焊膏均匀的涂敷在微晶玻璃焊接面，其中涂敷层的厚度应大于0.5mm，保障足够的焊接强度； 3)焊膏在空气中晾干后，应去除多余不规整部分，防止有害应力的产生； 步骤3:温度处理 使用真空钎焊设备，在真空环境下对已经涂敷焊膏的微晶玻璃进行温度处理，使其熔化充分润湿、扩散与微晶玻璃形成可靠连接。
2.根据权利要求1所述的在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法，其特征在于，步骤3中温度处理的具体过程如下:包括以不大于10度/分钟的升温速率从20度到270度的升温处理，然后二十分钟的270度高温处理，接着以不大于5度/分钟的升温速率270度到730度升温处理，然后又是十分钟的730度高温处理，再进行以不大于5度/分钟的降温速率从730度到200度的降温处理，最后是关闭温度控制从200度随炉降温至室温。
【专利摘要】本发明属于真空钎焊技术，涉及一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法。本发明使用锡粉、钛粉与配制好的三型弱面溶液混合制成焊膏，再将焊膏涂敷与微晶玻璃表面通过真空加热的方法最终在微晶玻璃表面形成焊接基底。该方法所需材料、设备成本低，操作方法简便容易实施，有较好的经济价值和实际应用价值。该方法所形成的焊接基底充分润湿、扩散至微晶玻璃内，连接牢固、强度高、气密性好。同时基底材料易于与常用焊接钎料形成可靠焊接，从而实现微晶玻璃与不同金属间形成的焊接，并焊接应力小可靠性高。
【IPC分类】C03C27-00
【公开号】CN104710115
【申请号】CN201310675515
【发明人】陈禹, 刘宇刚, 陈玉林, 梁俊萌, 王欣, 陈伟
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日