陶瓷釬焊工藝要求

陶瓷金屬化形成的各種釬焊接頭, 因?yàn)榇嬖谥繉踊蝈儗? 使陶瓷組件在高溫使用受到限制, 難以發(fā)揮陶瓷高溫穩(wěn)定的優(yōu)越性, 要求人們尋找直接釬焊的方法。

陶瓷直接釬焊能夠解決因盲孔或幾何尺寸因素而不能完全進(jìn)行金屬化預(yù)處理零件的連接問(wèn)題, 能大大簡(jiǎn)化釬焊工藝和滿足陶瓷構(gòu)件高溫使用的要求。這種方法是使用含有Ti 或Zr 的活性元素的釬料, 直接把陶瓷與金屬、陶瓷與陶瓷、陶瓷與石墨等釬焊起來(lái)。直接釬焊選用的釬料熔化溫度較高, 能滿足陶瓷構(gòu)件高溫狀態(tài)使用的要求。為避免構(gòu)件材料因熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生裂紋, 可在二者之間夾置一層緩沖層。根據(jù)使用條件, 選用釬料應(yīng)盡可能將釬料夾置在兩個(gè)被釬焊零件之間或放置在利用釬料填充間隙的位置, 然后象普遍真空釬焊一樣進(jìn)行釬焊。

         對(duì)于金屬陶瓷, 例如含10% 游離硅和少于500ppm 鐵和鋁的碳化硅陶瓷, 可以選用鍺粉作為釬料直接釬焊, 將鍺粉夾置在陶瓷件之間, 鍺粉厚度為20～200 μm, 本底真空度抽到10-2Pa,工作真空度為8×10-2Pa, 釬焊溫度1180℃, 保溫10min, 獲得的釬縫組織為Ge-Si 固溶體, 重熔溫度高達(dá)1200℃, 能夠用于較高溫度的環(huán)境下。在熱交換器和紅外輻射源一類生產(chǎn)中, 經(jīng)常把氧化鋁陶瓷與耐堿性腐蝕金屬Ta、Nb及合金釬焊在一起, 釬焊工藝采用等離子噴涂設(shè)備, 在氧化鋁陶瓷表面噴涂一層鎢或鉬, 然后將配制好的混合釬料( Ni 粉+ Fe 粉17% 或Nb 粉+ Ni 粉15% , 用粘結(jié)劑混合, 放入滾筒內(nèi)研磨幾個(gè)小時(shí),以促使釬料粉懸浮于粘結(jié)劑中) 涂在陶瓷與金屬的結(jié)合面上, 厚度為0.125～0.25 mm, 干燥幾小時(shí)后, 裝入真空爐釬焊, 冷態(tài)本底真空度抽到8 ×10- 3 Pa, 工作真空度不低于3 ×10-2 Pa, 釬焊溫度1500℃～1675℃, 保溫5～10 min, 如此獲得的釬縫致密, 抗拉強(qiáng)度可達(dá)140MPa , 接頭抗腐蝕性能良好, 釬縫能承受1000℃以上的高溫。

由于陶瓷的導(dǎo)熱性差, 釬焊加熱的速率不能太快, 釬焊保溫時(shí), 需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到溫度的均勻; 加之塑性差, 加熱或冷卻速率不當(dāng), 均會(huì)引起變形, 并導(dǎo)致陶瓷開裂。因之, 釬焊工藝參數(shù)的正確選擇, 對(duì)陶瓷釬焊具有更重要的意義。