专利名称:一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置的制作方法
技术领域:
本发明属于材料制造技术领域,涉及一种制备亚稳态Cu基和 Ni基双层合金复合箔的装置。
背景技术:
目前新材料及异种材料的f接结构大量采用,铜合金与不锈钢连 接结构成为一种重要的组成部分。但是,铜与不锈钢的焊接属于异种 金属的焊接,两者的物理性能相差很大,二者形成焊接时势必产生很 大的应力,焊接过程中会形成低熔点的共晶体和脆性化合物,焊缝区 易产生热裂纹,铜与不锈钢的熔焊性能较差。过渡液相扩散焊是一种 在焊前预置中间层焊接,然后施加压力、加热和保温,即可实现结合 的焊接方法,获得的接头力学性能较高。除了工艺因素的影响之外, 接头性能主要取决于过渡层合金的成分及其在焊接过程中元素的扩 散行为。因此,配制合理的成分,研制并生产一种亚稳态Cu基和Ni 基双层合金复合箔,来控制焊接过程中元素的扩散,是实现铜与不锈 钢TLP焊的关键。因此,设计、制备出适于铜与不锈钢TLP焊的复 合过渡层材料,即研制并生产一种亚稳态Cu基和Ni基双层合金复 合箔,具有重要的工程意义,但是现有技术仅能制备出单层亚稳态箔 材,还很难制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复 合箔的装置,能够制备得到亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔材 料。
本发明所采用的技术方案是, 一种制备亚稳态Cu基和Ni基双 层合金复合箔的装置,包括一真空室,在真空室的壁板上设置有真空 泵和由电机驱动的辊轮,在真空室的上面连接有小真空室,小真空室 设置有氩气进口,小真空室的底部与坩埚接通,坩埚的内腔被中隔分 开成两个熔炼室,每个熔炼室的底部分别开设有一个长条型的喷嘴, 坩埚放置在高频感应线圈中,高频感应线圈位于辊轮的上方,在真空 室的侧边设置有收集室。
喷嘴宽为0.3mm,长度为3 7mm。
电机选用角速度可调的高速单相异步电机,辊面线速度控制在 10~50m/so
本发明的有益效果是,整个装置结构紧凑,工艺简单,便于操作。
图1是本发明装置的结构示意图; 图2是现有技术的合金箔制备原理示意图; 图3是本发明装置一个实施例的结构示意图; 图4是本发明装置的双层合金复合箔制备原理示意图。 图中,1、小真空室,2、坩埚,3、收集室,4、亚稳态双层合金 条带,5、真空室,6、高频感应线圈,7、电机,8、辊轮,9、 Cu基 母合金块,10、 Ni基母合金块,11、真空泵,12、铜基合金层,13、
Ni基合金层。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。
如图1所示,为本发明装置制备的亚稳态Qi基和Ni基双层合 金复合箔的结构示意图,Cu基合金层的化学成分按照重量百分比Sn 为7% 20%, B为0.5X 1.0X,其余为Cu; Ni基合金层的化学成 分按照重量百分比为&为5% 9%, B为0.5X 1.0X,其余为Ni。
如图2所示,为现有技术装置的结构示意图。坩埚2放置在高频 感应线圈6中,高频感应线圈6位于辊轮8的正上方,电机选用角速 度可调的高速电机,驱动辊轮8转动,将辊面线速度控制在不同的速 度,就可以满足不同厚度箔带的制备需要。
如图3所示,为本发明装置的一个实施例的结构示意图。在真空 室5的壁板上设置有真空泵11,在真空室5的底板上设置有由电机7 传动的辊轮8,在真空室5的上面设置有小真空室1,小真空室1设 置有Ar气进口,小真空室1的底部与石英制作的石英坩埚2接通, 石英坩埚2放置在高频感应线圈6中,高频感应线圈6位于辊轮8的 正上方,在真空室5的侧边设置有收集室3,制备出亚稳态合金复合 箔4进入收集室3中收集。高频感应线圈6的匝数根据需要制备复合 箔材质的熔点及其相互间的温度差异绕制。电机7选用角速度可调的 高速单相异步电机,辊面线速度控制在10 50m/s,以满足不同厚度 箔带的制备需要,根据辊面线速度的不同,制成的合金条带4的厚度 为30 50jxm,宽度为3 7mm,长度为l~2m。如图4所示,为本发明装置的一个实施例的示意图。石英坩埚2 外形的横截面呈椭圆形,其内腔被中隔分开成两个熔炼室, 一个熔炼 室是Cu基母合金块9, 一个熔炼室是Ni基母合金块10,每个熔炼 室的底部都开设有宽约0.3mm,长度为3~7mm的缝隙式喷嘴,两个 喷嘴开口方向保持平行。熔炼前放置坩埚时,注意两个喷嘴的前后顺 序及方向性,保证双层合金液流出喷嘴后刚好叠加在一起。
本发明装置的工作原理是,
首先、将熔配好的Cu基母合金块9和Ni基母合金块10分别放 入椭圆形石英坩埚2的两个内腔中;
然后、开启真空泵ll,将真空室5抽真空后,再从Ar气进口充 高纯Ar气,反复"抽真空—充Ar气"过程3 5次之后,接通高频感 应设备加热Cu基母合金块9和Ni基母合金块10使其熔化;
最后、开启电机7,驱动辊轮8高速旋转,随即打开Ar气进口, 利用高速Ar气流使合金液从各自的缝隙式喷嘴迅速喷出,流射到高 速旋转的Cu质辊轮8表面并瞬间急冷凝固,在离心力作用下沿辊轮 8的切线方向甩出而形成亚稳态双层合金条带4。
综上所述,本发明装置能够实施亚稳态Cu基和Ni基双层合金 复合箔的制备,工艺简单,操作方便,便于广泛应用。
权利要求
1、一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置,其特征在于包括一真空室(5),在真空室(5)的壁板上设置有真空泵(11)和由电机(7)驱动的辊轮(8),在真空室(5)的上面连接有小真空室(1),小真空室(1)设置有氩气进口,小真空室(1)的底部与坩埚(2)接通,坩埚(2)的内腔被中隔分开成两个熔炼室,每个熔炼室的底部分别开设有一个喷嘴,坩埚(2)放置在高频感应线圈(6)中,高频感应线圈(6)位于辊轮(8)的上方,在真空室(5)的侧边设置有收集室(3)。
2、 根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于所述的喷嘴 宽为0.3mm,长度为3 7mrn。
3、 根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于所述的电机(7)选用角速度可调的高速单相异步电机,辊面线速度控制在 10~50m/s。
全文摘要
本发明公开了一种制备亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的装置,包括真空室,在真空室的壁板上设置有真空泵和由电机驱动的辊轮,在真空室的上面连接有小真空室,小真空室设置有氩气进口,小真空室的底部与坩埚连接,坩埚放置在高频感应线圈中,坩埚的内腔被中隔分开成两个熔炼室,每个熔炼室的底部都开设有一个喷嘴,高频感应线圈位于辊轮的上方,在真空室的侧边设置有收集室。本发明装置能够实施亚稳态Cu基和Ni基双层合金复合箔的制备,工艺简单,操作方便,便于广泛应用。
文档编号B22D11/06GK101168185SQ200710019099
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者徐锦锋, 翟秋亚 申请人:西安理工大学