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電鍍產品的真空釺焊
發布時間(jiān):2022-11-16

根據本文,製造電鍍產品1的方法包括鋼2中的(de)支撐部件和防腐金(jīn)屬塗層3,其特(tè)征在於它包括(kuò)至(zhì)少(shǎo)一個受控氣氛釺焊操作,使用至少一種釺焊材料4,以這樣的方式(shì)在支(zhī)撐2的至少一個定義部分和塗(tú)層3的至少一個(gè)定義部分之間建立機械聯係。所述定(dìng)義的零件稱為粘接麵。支撐和塗(tú)層之間的聯係可以通過(guò)幾個粘合表(biǎo)麵建立。在釺焊操作之前,對粘接(jiē)表(biǎo)麵或表(biǎo)麵進行有利(lì)的預處(chù)理,特別是(shì)這樣,以消除表(biǎo)麵氧化物(wù)。例如,可以進(jìn)行選自化學、電化學、物理化學和機械處理(如化學酸(suān)洗(xǐ)、電化學酸洗、機加(jiā)工或砂(shā)光)的至少一種處理。這些治療可以組合使用。為了增強粘接的(de)強度,本發明的方(fāng)法還可以包(bāo)括沉積至少一(yī)層能夠改善釺焊材(cái)料的接結。沉積可以通過化學手段、電解手段或氣相(化學氣相沉積或(huò)物理氣相沉積)進行。所述層通常是(shì)金屬的,例如鈦(tài)或銅。沉積可以在支撐部(bù)分2、金屬塗層3或兩者上進行。沉積在(zài)釺焊操作之前進行。
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釺焊(hàn)操作通常包括將所述定義(yì)的部件組合在一起,以獲得優先選擇的間距D,以避免在釺焊操作期間(jiān)在粘接表麵之間形成氣泡或粘合缺陷。間距 D 通常小於 0.1 mm。間距D的適(shì)當值可以通過在支撐和塗層上施加電鍍壓力來獲得。受控氣(qì)氛可(kě)以是真空(至(zhì)少部分)或(huò)惰性氣體(例如稀有氣體(通常(cháng)是氬氣(qì)或氦氣)或氮氣或其混合物)。

在受控氣氛下的釺焊優選為真空釺(qiān)焊。優選真(zhēn)空度相當(dāng)高,也就是(shì)說,腔室中的殘餘壓力小於10<-4>毫巴,並且通常由10<-4>和10<-5>毫巴(bā)組成(chéng)。該實施例可以避免組件元件的汙染和/或受控氣氛的氣體(tǐ)可能造成的汙染(例如,在釺焊(hàn)溫度下可(kě)能削弱金屬塗層(通常通過工業惰性氣體中可能(néng)含有的氧氣的作用))。

在本文的優選(xuǎn)實施例(lì)中,所述氣調釺焊操作包括:

在鋼支撐部分2和防腐塗層3之間[敏感詞]至少一(yī)種釺焊(hàn)材料(liào)4,以形成(chéng)初始組件5;

可能,在所述初始組件5上施加電(diàn)鍍壓力;

將初始組(zǔ)件引入到(dào)可控氣氛室中,例如真空室,10設置有加熱裝置(zhì)11等(děng)電阻(zǔ);

 控製腔室10中的氣(qì)氛(並因(yīn)此(cǐ)接近所述(shù)組件),例(lì)如在所述腔室中形成真空或用惰性氣體替換所(suǒ)述腔室中的氣氛;

將所述組件(jiàn)5加熱至至少等於所述釺焊材料4的釺(qiān)焊溫(wēn)度。

釺焊溫度通常等(děng)於釺焊材料的熔融溫度,使得材料熔(róng)化並與與其(qí)接觸的(de)元件(鋼支撐部分和/或防腐塗層)產生緊(jǐn)密結合。

釺焊材料優選在支撐部分和防(fáng)腐塗層之間均勻分布,以獲得均勻的粘合層並增加這兩個元件之間(jiān)的接觸(chù)麵。

將釺焊(hàn)材料4置於(yú)支撐部(bù)分2和防腐塗層3之間可以分兩個階(jiē)段進行。具體地,所述[敏感詞]可以包(bāo)括:

 將(jiāng)釺焊材(cái)料4沉積在支撐部分2上,在所謂的“粘(zhān)接”表麵的(de)位(wèi)置(zhì);

 將防腐塗層3定位在支撐部件2上,以這樣的方式形成所述初始組件5。

在某些情況下,首先將釺焊材料4沉積在防腐塗層3上,與所謂的“粘合”表麵齊平(píng),然後(hòu)將支撐部分2定位在(zài)防腐塗(tú)層上,以形成所(suǒ)述初始組件5的方式,可能是有利的(de)。

有利地(dì),可以在所述再加熱之前和/或期間對所述組(zǔ)件施加機械電鍍壓力。施加該電鍍壓力,使支撐部分和防腐塗層(céng)相互擰緊,以壓縮(suō)釺焊材料。

優(yōu)選地,所述防腐金屬塗層3為鈦、鈦、鉭、鉭、鋯的合金或鋯的合金。

釺焊材料4可以是易熔合金(jīn)(通常是共晶合金)或易熔金屬。所述材料(liào)4可以含有助焊劑。有(yǒu)利的是,釺(qiān)焊材料可以在與其接觸的元件中擴(kuò)散(sàn),這使得可以確保所述元件(jiàn)之間非常牢固的結(jié)合(hé)。釺焊材料通常為粉末、片材或網狀。申(shēn)請人在其試驗中(zhōng)指出,網格具有有效補償粘合表麵之間間距D的任何可能變化的優點。

當(dāng)塗層3為(wéi)鉭或鉭合金時(shí),釺焊材料4通常由鎳、鉻、矽或硼或其混合物或合金組(zǔ)成,例(lì)如含有鎳和硼的BNi型合金(根據ASTM分類),例如Ni-14Cr-3B--4.5Si-4Fe、Ni-7Cr3B-4.5Si-3Fe或Ni-2B-3.5Si-1.5Fe。在這些情況下,釺焊溫度通常位於1000°C和1050°C之間(jiān)。釺焊材料(liào)4還可以是含有鋰、銅、鋁、鋅和(hé)/或(huò)錫的(de)銀(yín)基材料(例如合金或混合物)。

當塗層3是鈦或(huò)鈦的合金時,釺焊材料4通常(cháng)是含(hán)有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫(xī)的銀基材料(如合金或混合物),或具有鈦(tài)基(jī)的合金,如(rú)TiNi、TiZrBe、48Ti-48Zr-4Be或43Ti-43Zr-12Ni-2Be。

當塗層3為鋯或鋯的合金時,釺焊材料4通常是以鋯、銅或鎳為基底的合金,如Zr-5Be、Cu-20Pd-3In、Ni-20Pd-10Si、Ni-30Ge-13Cr或Ni-6P。釺焊材料4還可以是(shì)含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫的(de)銀基材料(例(lì)如合金或混合(hé)物)。

鋼支撐件和防腐塗層可以采用板(bǎn)的形式。這些可以事先切割的元件通常是扁平的,但它們也可以是(shì)圓(yuán)形、半圓柱形或其(qí)他形(xíng)狀。元件也可以在通過(guò)釺焊粘合之前成型。也可以使用適當形狀的(de)防(fáng)腐金屬塗層對化學裝(zhuāng)置元件進行釺焊。

使用的鋼一般是碳鋼,[敏感(gǎn)詞]是鉻鋼。使用熱膨脹係數接近(jìn)防腐塗層的鋼是特別有利(lì)的,也就是說,有(yǒu)利地,所述鋼的(de)熱膨脹(zhàng)係數與(yǔ)防腐塗層的膨脹係數之間的差異小於20%,優選低於10%。更準確地說,所述(shù)鋼的熱膨脹(zhàng)係數等於所述塗層的熱膨脹係數±20%,優選±10%。

例子

試驗 1

製造裝配零件(jiàn)的試驗是通過使用碳鋼板和鉭防腐塗層進行真空(kōng)釺焊進(jìn)行的。釺焊材料是ASTM分類的BNi合金,具有鎳基,含有硼,鉻和矽。

在這些試驗中觀察到的抗剝(bāo)離性值介於通過爆炸覆層生產的裝配零件上獲得的值與在滾花生(shēng)產的裝配零件上獲得的值之間。

申請人指出,鉭料在鉭元件中的擴散深度約為10至20μm,因此鉭塗層的耐腐蝕性不受這種擴散的影響。

試(shì)驗(yàn) 2

還通過使用碳(tàn)鋼板和鉭或鈦(tài)防腐塗層進行真空釺(qiān)焊來製造裝(zhuāng)配零件。釺焊材料具(jù)有銀(yín)和銅底座(zuò)。

彎曲和衝孔測試(shì)(曲率半徑在(zài)30毫米和100毫米之間變化)顯示釺焊粘結沒有斷裂或退相幹,其相對硬(yìng)度較低(110 Hv)。此外,鈦板(尺寸為1 m*1 m)的壓(yā)延以等(děng)於150 mm的曲率半徑完成,而不會降低粘合質量(即使在微觀尺度上)。

進一步(bù)注(zhù)意的是(shì),釺焊材(cái)料4在防腐塗層3中的擴散(sàn)深度低於60μm,因此耐腐(fǔ)蝕性(xìng)不受這種(zhǒng)擴散的影響。

優點:通過本發明方法獲得的電鍍產品具有高橫(héng)向導熱性的優點(diǎn),這要歸功(gōng)於支撐(chēng)部分和防腐塗層在粘合(hé)表麵的大部分上(shàng)緊密結合,而情況並非如此,例(lì)如,通過(guò)滾花獲得的(de)粘合僅產生粘合帶。橫向導熱性(xìng)在包括熱傳遞裝置的化學裝置中(zhōng)特別有利,例(lì)如用於冷卻或加熱的交換器

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