本文涉及一種馬氏體（tǐ）不（bú）鏽鋼與銅合金之間的擴散焊接裝配工（gōng）藝，尤其涉及一種馬氏體不鏽鋼部件與含有銅的部件的（de）裝（zhuāng）配工藝。

擴散焊接是一（yī）種用於組裝固相（xiàng）組件的技術，即通過同時施加高溫和高壓而不（bú）熔化。

例（lì）如，該技術可用於生產設計為（wéi）在高溫下運行（háng）的雙金屬部件。馬氏體不鏽鋼部件或部件在部件的機械強（qiáng）度和/或耐磨性和耐腐蝕性中（zhōng）起作用，而銅或銅合金部件（jiàn）或（huò）部件充當熱阱，使所述部件能夠（gòu）冷卻。因此，必須組裝上述兩個組件，以確保從一個組件到另一個組件（jiàn）的[敏（mǐn）感詞]熱傳遞（dì）以及組件的出色熱機械阻力（lì）。

這種雙金屬部件可用於例如在玻（bō）璃工業中形成模具，在冶金中用於形成連續金屬帶狀鑄造輥，用於生產非循環或單極液冷發生器，用於生產X射線管等。

可用作該組件的馬氏體不鏽鋼的一個例子是Z20 CN17-02鋼（gāng），其包括C重量的0.2%，Ni重（chóng）量的1.25至2.5%，Cr重（chóng）量的15至17%，Mn重量的1%，Si的1%，P的0.04重量%，S重量的0.03%， 其餘由鐵和雜質組成。

根據本（běn）文，包含銅的組分可以例如由銅合（hé）金組成，其基體不是合（hé）金化的（de），即僅包（bāo）含銅和雜（zá）質，根據標準NF A 51050不低於99.8重量%的（de）銅，或通過氧化物分散增強的銅合金，其基體優先不合金化。

根（gēn）據本文，可以根據本文的方（fāng）法組裝的部件可以（yǐ）是任何尺寸或形狀。例如，它們的體積可能（néng）大於 1 dm<3 >，厚度（dù）可達幾厘米。這樣，它們可以很容易地在其要組裝（zhuāng）的表麵（miàn）上具有大於或等於 1 毫米的厚度。

本（běn）文的工藝中，表麵脫脂和剝（bāo）離步驟可以包括針對金屬表麵的常規脫脂和剝離處（chù）理。此步驟的目的是獲得幹淨（jìng）的表麵，沒有油脂和氧化。潤滑脂可以從所述表麵上除去，例如，使用（yòng）溶劑或常規（guī）的金屬（shǔ）脫脂洗滌劑。汽提可以包括化學或機械汽提，例如可以通過酸或堿溶液，或通過研（yán）磨或拋光進行。根據本發明，剝離技術可以包括化（huà）學剝離，然後用水衝洗，在此（cǐ）期間使用具有氧化鋁纖維基材的研磨墊擦（cā）洗材料表麵。所述處理可（kě）以（yǐ）重複幾次，並有可能用軟化水進行最後一次衝洗。

此列表並非詳盡無遺，可（kě）以選擇任何能夠消除待組裝組件表麵上（shàng）汙染和氧化痕跡的技術（shù）。

對（duì）於待組（zǔ）裝的馬氏（shì）體不鏽（xiù）鋼（gāng）部件的表（biǎo）麵，脫脂溶劑（jì）可以是有機溶劑，例如酮、醚（mí）、醇、烷烴或氯化烯烴（tīng）如三氯乙烯，或所述物質的混合（hé）物等。優選的溶（róng）劑（jì）是乙醇、乙醚和丙酮的等分混合物。另一種優選溶劑是三氯乙烯。化學汽提可以（yǐ）用酸溶液進行，例如10%氫氟酸浴或包含1-5%氫氟酸與30-40%硝酸的混合物。在15至30°C的溫度下，例如20°C的溫度下，剝離時間可（kě）以是例如10秒至5分鍾，例如20至30秒。例如，可以在一個或多個連（lián）續的軟化（huà）水浴中衝洗剝離的表麵。

對於包含銅（tóng）的組分的表麵，潤滑脂可以通過諸如上述那些的（de）有機溶劑除去，例如使用丙酮（tóng）或三元丙酮-乙醇-醚混合物，優先按[1/3]、[1/3]和[1/3]的比例除（chú）去（qù）。所述表麵的脫脂（zhī）之後可以例如進行一分（fèn）鍾的超聲處理。然後（hòu）可（kě）以在超聲波下（xià）用乙醇對表麵進行脫脂，然後使用熱空氣等方式幹燥。然後可以使用（yòng）例（lì）如濃度為0.23至0.30摩爾/升（shēng）的重鉻（gè）酸鉀浴、例如濃度為0.1至0.13摩爾/升的硫酸和軟（ruǎn）化水（例如約1分30秒）剝離所述表麵。然後可以用乙醇衝洗表麵，例如在超聲波下，然後（hòu）在軟化水中衝洗並（bìng）幹燥，例如使用熱空（kōng）氣，下一步是包括將脫脂和剝離的部件表麵直接接觸的步驟。這種接觸包括根據所需的堆棧將要組裝的組件的表麵相互放（fàng）置或定位。優選地，所述接觸在包括對要組裝的（de）表麵進行脫脂（zhī）和剝離（lí）的步驟之後不到一（yī）小時內進行，以限製氧化風險，除非已采取特殊預防措施來儲存脫脂和剝離的組（zǔ）件，所述預防措施可能包括通過將組件放在密封袋中將（jiāng）組件保持在清潔和非氧（yǎng）化性氣氛中，例如氮氣。所述接觸被稱為“直接（jiē）”的，因為它是在根據本發明進行（háng）的，而不在待（dài）組裝的表麵上（shàng）放置諸如現（xiàn）有技（jì）術中描述的那些合金的中間層，待組裝部件表麵接觸之後的步驟（zhòu）是包（bāo）括將表麵直接接觸的擴散焊接組件組成的步驟（zhòu）。擴散焊接可以例如通過熱等靜壓或熱單軸壓（yā）製進行，例如使用本領域技術人員已（yǐ）知的常規技術。，當通過熱等（děng）靜壓進行（háng）擴散焊接時，接觸的材料可以被引入到用於將要組裝的部件（jiàn）與大氣隔離的套（tào）管中，並抽空套管以用於擴散焊接（jiē）所述（shù）套管中的（de）部件的組件。當然，接觸步驟也可（kě）以直接在外殼中進行，外（wài）殼可以（yǐ）由任何緊密的材料組成，足以承受所述外殼（ké）中（zhōng）的（de）至少部分真空，並且能夠承受組裝部件所需的高溫和高壓。例如，外（wài）殼可以是金屬外殼，例如由不鏽鋼、軟鋼或（huò）鈦及其合金製成。例如，它可以由厚度例如約為1至20毫米，例如約1至10毫米的（de）薄片形成。首先，外殼可以模製要組裝的部件的外部。在根據本（běn）發明的一個實施例（lì）中，馬氏體不鏽鋼部件可以通過充當套管上的蓋子來關閉所述套管，因此可以將鋼部件焊接到套管上。根據本發明，所述套管（guǎn）可以通（tōng）過切割、彎曲、如果需（xū）要的話、焊接金屬板或使用本領域技術人員已知的任（rèn）何（hé）方（fāng）法（fǎ）來生產。然後將外殼脫（tuō）氣，以便在其內部（bù）產生真空（kōng）。脫氣（qì）可以通過真（zhēn）空泵或（huò）加熱要組裝的（de）部件和外殼來進行。

脫氣的一個例子（zǐ）可（kě）能（néng）包（bāo）括在環境溫度下抽空外殼，直到獲得小於或等於10 pa的殘餘（yú）真空，然後在中等溫度下加熱組件，例如低於300°C.幾個小時，例（lì）如5小時，同時繼續抽真空。

在進行擴散焊接操作（例如使（shǐ）用氦（hài）氣測試）之前，檢查外殼是否（fǒu）緊密可能是有用的。

一旦執行了脫氣步驟，通過密封用於排空的（de）開口（例如，使用TIG焊進行密封）使（shǐ）套管完全密封。

然後可以通過擴散焊接組裝放置（zhì）在脫氣外殼中接觸的組件。該組裝可以在熱等靜壓室中進行，當使用熱等靜壓進行擴散焊接時，擴（kuò）散焊接組件步驟可包括至少一（yī）個直接接觸（chù）的部件（jiàn）表麵的加熱和加壓循環，包括：

溫（wēn）度和壓力的（de）增加，以（yǐ）達到在允許將馬氏體不鏽鋼置於溶液中的溫度範圍內選（xuǎn）擇（zé）的溫度，以（yǐ）及大約5 * 10<7 >至（zhì）2 * 10<8 >Pa的壓力，將所選（xuǎn）溫度和壓力穩（wěn）定足夠的時間，以將相（xiàng）應組分的馬氏體不（bú）鏽鋼（gāng）置於（yú）溶（róng）液中，以及溫度和壓力降低，對於諸如上述的那些馬氏體不鏽鋼，能夠將馬氏體（tǐ）不鏽鋼置於溶液中的溫度範圍可以（yǐ）是大約800至1080°C。例如，所選溫度可以是大約975[°C]。此（cǐ）周期的每個步驟的持續時間可能從幾分（fèn）鍾到幾個（gè）小（xiǎo）時不等。溫度可以升高30至180分鍾（zhōng），例如大約1小時。壓力可優先為8*10<7>至1.5*10<8>Pa。

所選的溫度和壓力可以保持穩定30至120分鍾，例如約一（yī）小時。

可以降低溫度，以便使不鏽鋼部件的馬氏體轉化，其（qí）中包括對（duì）鋼進（jìn）行淬火硬化。所述溫度的降低可（kě）以例如對於上述30至150[度]C./分鍾，在大約975[度]C.和730[°C.]之間，例如110[度]C./分鍾，15至75°C./分鍾，大約在730[度]之間。 C.和500[度（dù）]C.，例如40[度]C./分（fèn）鍾， 在500°C以下更慢。

也（yě）可以降低溫度，以免（miǎn）獲得馬氏體鋼結構。所述溫度降低之後將（jiāng）進行淬火硬化處理，以實（shí）現鋼的馬（mǎ）氏體轉化。，所放置部件的擴散焊接組件也可以通過熱單軸壓（yā）製進（jìn）行。要組裝的部件可以布置（zhì）在配備加熱係統和真空（kōng）室的壓力機中。然後（hòu）可以（yǐ）在所述（shù）腔室（shì）中（zhōng）設置大約10<-1>至10<-3>Pa的真空，待組裝（zhuāng）組件的表麵在壓力機中（zhōng）直接接觸。熱的（de）單軸壓製可（kě）以通過（guò）施加約1至100MPa的壓力進行，例如約5至30MPa的壓力。可以包括至（zhì）少一個加熱循環，依次包括：

溫度升高，以達到在溫（wēn）度範圍內選擇的溫度，使馬氏體不鏽鋼能夠置於溶液中，

將溫度穩定足夠的時間，將（jiāng）馬氏體不鏽鋼置於（yú）溶液中，以及（jí）溫度降低。

所述循環的溫度和時間可以例如與（yǔ）上述鋼（gāng）的熱等靜壓所描述的溫度和時間相同，的裝配過程還可以包括對組（zǔ）裝的馬氏體不鏽鋼部件進行退火處理。所述（shù）處理旨在軟化鋼。它可以在爐子中進（jìn）行，例如在500至800°C的溫度下根據所需的機械性能進行（háng），例如在大約700°C的溫（wēn）度下進行。出乎意料（liào）的是（shì），發明人觀察到，當銅和馬氏體不鏽鋼之間的擴散（sàn）焊接組件在沒有中間（jiān）材料的情況下生產時（shí），以這（zhè）種方式生產的組件具有優異的抗熱震性。所述抗熱震性是通過（guò）根據本發明（míng）的工藝組裝的部件之間的界麵沒有退化來證明的，經過一係（xì）列幾十次空（kōng）氣加熱操作後，在馬氏體不鏽鋼部件的側麵，使用氧乙炔焊槍達到[敏感詞]溫度約900[°C.]， 每次都經過水中淬火硬化。

組件具有（yǒu）足夠的抵抗力，使得淬（cuì）火硬（yìng）化和退火處理，特別是用於鋼的馬氏體轉化以（yǐ）及與銅和鋼（gāng）之間（jiān）的組件相（xiàng）關的應（yīng）力的消散，不會損壞（huài）所形成的組件。

此外，工藝形成的組件能夠從一個組件（jiàn）到另一個（gè）組件的出色熱傳遞。

此外，在銅和馬氏體不鏽鋼之間不使用諸如現有技術中描述（shù）的那些中間材料，通過避免添加所述材料以及將所述材料塗覆和[敏感詞]兩個組件之（zhī）間（jiān）的操作，顯著降低了組（zǔ）件的生產成本。工藝還可（kě）以組裝任何尺寸或形狀的部件，例如體積可能大於1dm<3>銅和/或（huò）鋼厚度可（kě）達幾厘米。它還可以（yǐ）消除現有技術的技術（shù）困難，例如與處理大型或重型零件相關的困難（nán），與在具有複雜形狀的零件上獲得規則（zé）厚度的中間材料相關（guān）的困難，與塗層的脆弱性相關的困難，例如撕裂片狀塗層， 使其定位（wèi）精（jīng）細，與塗層對劃痕的敏感性有關的困難等。

另一個優點是可以在裝配（pèi）過程中加入至少一部分熱處理，以（yǐ）恢複馬氏體鋼的性能（néng），所述部分至（zhì）少包括將鋼置於（yú）溶液中並使其淬火硬（yìng）化。這導致額外成本的降低，因為熱等靜壓（yā）室外（wài）組裝零件的後處理可能僅限於旨在軟化鋼（gāng）的退火。

例如，可應用於在高溫下操（cāo）作（zuò）的金（jīn）屬（shǔ）零件的生產，其中馬氏體不鏽鋼部分（fèn）在磨損，腐蝕或機械阻力方麵發揮作用，而銅部分充（chōng）當熱阱，從而使零件（jiàn）冷卻。

此外，還涉及一種生（shēng）產包含馬氏（shì）體不鏽鋼部（bù）件的雙金屬部件的方法，該工藝包括用含有銅的部件組裝。

所述工藝可用於例如生（shēng）產雙金屬零件，例如用於玻璃工業的模具、連（lián）續（xù）金屬（shǔ）帶流鑄輥、非循環或單極液冷發生器、X射線管等，特別是具有與本發明相關的上（shàng）述所有優點（diǎn）。還涉及一種生產雙金屬部件的方法，該部件包括（kuò）馬（mǎ）氏體不鏽鋼（gāng）部件與包括銅的部（bù）件（jiàn）組裝在一起，所述工藝包括以下順序：

包括對要組裝的馬（mǎ）氏體不鏽鋼部件的表麵（miàn）進（jìn）行脫脂和剝離的步驟，

該步驟包括在馬氏體不鏽（xiù）鋼部件的脫脂和剝離表（biǎo）麵上沉積由（yóu）銅直接接觸（chù）的合金粉末，

包（bāo）括壓（yā）實沉積在（zài）所述脫脂和剝離表麵上的銅粉末以形成包含銅的組件的步驟，其表麵（miàn）與脫脂（zhī）和剝離（lí）表麵直接接觸，並且（qiě）

該步驟包括對（duì）直接接觸的部件表（biǎo）麵進行擴散焊接組件。

包括對馬氏體不鏽鋼部件表麵進行脫脂和剝離的步驟（zhòu）可以例如與上述步（bù）驟相同。

擴散焊接裝配步驟可包（bāo）括（kuò）通過熱等靜壓或（huò）如上所述的單軸（zhóu）壓製進行擴散焊接。如果需要，所述步驟可以（yǐ）遵循由對組裝的馬氏體不鏽鋼進行退火處理的步驟。

根（gēn）據該工藝，擴（kuò）散焊（hàn）接組件可以有利地通過使用粉（fěn）末而通過熱等靜壓來執行，並且並且（qiě），例如，在複雜形狀的馬（mǎ）氏體不（bú）鏽鋼部（bù）件的情況下。在這種情況下，包括沉積包（bāo）含與馬氏體不鏽鋼部件直接接觸（chù）的銅的合金粉末的步驟可以例如在諸如上述的外殼中進行。

所述步驟例如可以包括在外殼中放置一（yī）個或多個馬（mǎ）氏體不鏽鋼部（bù）件，並（bìng）在所述套管（guǎn）中（zhōng）填充含有銅的（de）合金粉末，使得鋼部件完全被所述粉末包圍，根據要生產的雙金屬部件，在其一個或所有表麵上直接（jiē）接觸（chù）。

在壓實步驟之前，套管進（jìn）行脫（tuō）氣，如上所述，並且所（suǒ）述脫氣可持續數小時至數天（tiān），例如兩天（tiān）。

根（gēn）據該方（fāng）法，銅合金粉末可以是由諸如上述的那些銅合金的顆粒組成的（de）粉末，所述顆粒可能具有例如1μm至1mm的直徑，這取決於期望（wàng）的結果。

因此，該工藝使得能夠壓實銅粉並同時用馬氏體不鏽鋼對（duì）所述粉末進行擴散（sàn）焊接，而當像現有技（jì）術一樣應用中間材料時，這是困難的。

該工藝還具有使得能夠獲（huò）得（dé）雙金屬零件的優點，該零件包括通常通過粉末冶金獲得的銅合（hé）金（jīn）製成的零件。在（zài）裝配過程中粉末的致密化避免了使用先前致密化的銅部件，從而節省了部件致密化和加工成本。