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陶瓷金属焊接工艺

陶瓷与金属的焊接中的陶瓷基本上指的是人工将各种金属、氧、氮、碳等合成的新型陶瓷。其具有高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、超硬度等特性,而得到广泛应用;常用的有氧化铝、氮化硅、氧化锆陶瓷等。

陶瓷与金属焊接的难点

1,陶瓷的线膨胀系数小,而金属的线膨胀系数相对很大,导致接易开裂。一般要很好处理金属中间层的热应力问题。

2,陶瓷本身的热导率低,耐热冲击能力弱。焊接时尽可能减小焊接部位及周围的温度梯度,焊后控制冷却速度。

3,大部分陶瓷导电性差,甚至不导电,很难用电焊的方法。为此需采取特殊的工艺措施。

4,由于陶瓷材料具有稳定的电子配位,使得金属与陶瓷连接不太可能。需对陶瓷金属化处理或进行活性钎料钎焊。

5,由于陶瓷材料多为共价晶体,不易产生变形,经常发生脆性断裂。目前大多利用中间层降低焊接温度,间接扩散法进行焊接。

6,陶瓷与金属焊接的结构设计与普通焊接有所区别,通常分为平封结构、套封结构、针封结构和对封结构,其中套封结构效果最.好,这些接头结构制作要求都很高。

陶瓷与金属焊接的通用工艺

1,清洗:金属和钎料的表面必须清洗干净,陶瓷常用洗净剂加超声清洗。

2,涂膏:膏剂大多由纯金属粉末和适当的金属氧化物粉末组成,颗粒度大都在1~5um之间,用有机粘结剂调制成具有一定粘度的膏剂。然后用粉刷工具将膏剂均匀涂在陶瓷待金属化表面上,涂层厚度一般为30~60um。

3,金属化:将涂好膏剂伪陶瓷件送入氢炉中,在1300~1500℃的温度下保温1h。

4,镀镍:为了更好的钎料润湿,在金属化层上再电镀一层厚约5um的镍层。当钎焊温度低于1000℃时,则电镀层还需在1000℃氢炉中预烧结15~20min。

5,装架:把处理好的金属件和陶瓷件用不锈钢、石墨、陶瓷模具装配成整体,并在接缝处装上钎科;在整个操作过程中待焊接件应保持清洁,不得用裸手触摸。

6,钎焊:在通有氩气的炉中或通有氢气的炉中或真空炉中进行钎焊,其温度选择,升温速度选择等要根据所使用的钎料特性决定,特别注意的是降温速度不得过快,以防止陶觉件由于温度应力而开裂。

7,焊后检验:陶瓷与金属焊接后,首先肉眼观测合格后,再根据技术文件要求进行必要的检测。

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