
1、釬焊工藝石墨的釬焊方法可分為兩類,一類是表面金屬化后的釬焊,另一類是未經表面處理的釬焊。無論使用哪種方法,都應在組裝焊接件之前對焊接件進行預處理,并用酒精或丙酮將石墨材料的表面污染擦拭干凈。在表面金屬化方法釬焊中,應在石墨表面上電鍍一層Ni,Cu或在石墨表面上噴涂一層Ti,Zr或硅化鉬。直接使用活性焊料釬焊是目前使用廣泛的方法,可以根據(jù)表16中提供的焊料選擇釬焊的溫度??梢詫⒑噶蠆A緊在釬焊接頭的中間或接近一端。當與熱膨脹系數(shù)為釬焊的金屬一起使用時,可以使用一定厚度的Mo或Ti作為中心
緩沖層(過渡層)在釬焊加熱時可發(fā)生塑性變形,吸收熱應力并避免石墨破裂。例如,使用Mo作為過渡接頭真空釬焊石墨和耐腐蝕鎳基過剩(HastelloyN)組件,使用B-Pd60Ni35Cr5焊料具有良好的耐熔鹽腐蝕性能和抗輻射性能,釬焊溫度為1260℃孵育10分鐘。對于天然鉆石,B-Ag68.8Cu16.7Ti4.5和B-Ag66Cu26Ti8可直接用作釬焊。釬焊應在真空或低氬保護下進行。釬焊的溫度不應超過850°C。應選擇更快的加熱速度。釬焊溫度下的保持時間不應太長(通常約10s),以避免在界面上形成連續(xù)的TiC層。對于金剛石和釬焊合金鋼,應添加塑料中間層或低膨脹合金層以進行過渡,以防止過度的熱應力對金剛石晶粒造成損害。使用釬焊工藝制造用于超精密加工的車刀或鏜刀。在鋼體上制成20至100mg的金剛石釬焊小顆粒,焊點的結合強度達到200至250MPa。聚晶鉆石可以使用火焰釬焊,高頻釬焊或真空釬焊。用于切割金屬或石材的金剛石圓鋸片應使用高頻釬焊或火焰釬焊。應使用熔點較低的Ag-Cu-Ti活性焊料。釬焊的溫度應控制在850℃以下,并且加熱時間不宜。太長并降低冷卻速度。用于石油和地質鉆探的聚晶金剛石鉆頭具有苛刻的工作條件,可以承受巨大的沖擊載荷??梢允褂面嚮噶?,并且將純銅箔用作真空釬焊的中間層。
例如,將直徑為4.5?4.5mm的350?400粒圓柱形聚晶金剛石釬焊到35CrMo或40CrNiMo鋼的齒孔中以形成切削齒。真空度為釬焊,真空度不小于5×10-2Pa。釬焊溫度為1020±5℃,保持時間為20±2min。
釬焊接頭的剪切強度大于200MPa。釬焊時,應盡可能利用焊件的重量來進行組裝定位,以使金屬零件位于上部
擠壓石墨或多晶材料。使用夾具定位時,夾具的材料應與焊接零件的材料相似。
2、鋁基復合材料的釬焊
?。?)釬焊特性鋁基復合材料主要包括顆粒(包括晶須)增強和纖維增強。用于增強的材料是B,CB,SiC等。當釬焊和加熱鋁基復合材料時,基體Al和增強相之間容易發(fā)生化學反應,例如Si在焊料中快速擴散到基礎材料,導致脆性傾倒層。它降低了材料性能,并且由于Al和增強相之間的線性膨脹系數(shù)非常不同,因此不當?shù)拟F焊加熱會在界面處引起熱應力,并容易導致接頭開裂。另外,釬焊材料與增強相之間的潤濕性差。復合材料的釬焊表面必須經過處理,或者應使用活性釬焊材料。應盡可能使用真空釬焊。
?。?)可以焊接B或B或SiC顆粒增強的鋁基復合材料。焊接前的表面處理可以是砂紙拋光,鋼絲刷清潔,堿洗或化學鍍鎳(鍍層厚度0.05mm)。釬焊材料是S-Cd95Ag,S-Zn95Al和S-Cd83Zn,它們通過軟的乙炔火焰加熱。另外,S-Zn95Al焊錫可用于刮焊以獲得較高的接合強度。短纖維增強6061鋁基復合材料可通過真空釬焊連接。釬焊前,應先研磨表面,然后再用800粒度的砂紙研磨。在丙酮中超聲清洗后,應將其在爐中釬焊。
釬焊材料主要使用Al-Si基釬焊材料。為了防止Si擴散到基材中,可以在復合材料的釬焊表面上覆蓋一層純鋁箔阻隔層,或者可以選擇釬焊強度較低的B-Al64SiMgBi(11.65i-15Mg-0.5Bi)釬料,該釬料的熔化范圍為554?572℃,釬焊溫度為580?590℃,釬焊時間為5min,接頭剪切強度大于80MPa。對于石墨顆粒增強的鋁基復合材料,目前在保護性氣氛爐中進行釬焊是成功的方法。為了提高潤濕性,必須使用含鎂的Al-Si焊料。像鋁真空釬焊一樣,鋁基復合材料的真空釬焊會引入Mg蒸氣或Ti吸氣劑,并且添加一定量的Mg可以顯著提高焊料的潤濕性。