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電鍍產品的真空釺焊
Release date:2022-11-16

根據本文,製造電鍍(dù)產品1的方法包(bāo)括鋼2中的支撐部件(jiàn)和防腐金屬塗層3,其特征在於它包(bāo)括至少一個受控氣氛釺焊操作,使用至少一種釺焊材料(liào)4,以這樣的方(fāng)式在支撐2的至(zhì)少一個定義部分(fèn)和塗層3的至少一個定(dìng)義部分之間建立(lì)機械聯係。所(suǒ)述定義的零件稱為粘接麵。支撐和塗層之(zhī)間的聯係可以通過幾個粘合表麵建立。在釺焊操作之(zhī)前,對粘接表麵或表麵(miàn)進行有利的預處理,特別是這樣,以消除(chú)表(biǎo)麵氧化物。例如,可以進行選自化學、電(diàn)化學、物理化學和機械(xiè)處理(如化(huà)學酸洗、電化學酸洗、機加工或(huò)砂光)的至少一種處理。這些(xiē)治(zhì)療可以組合(hé)使用。為了增強粘接的(de)強度,本發明(míng)的方法還可以包括沉積(jī)至少一層能夠改善(shàn)釺焊材料的接結。沉積可以通過(guò)化學手段、電(diàn)解手段(duàn)或氣相(xiàng)(化學氣相沉積(jī)或物理氣相沉積)進行。所述層通常是金屬的,例如鈦或銅。沉積可以在支撐部分2、金屬(shǔ)塗層(céng)3或兩者上進行。沉積在釺(qiān)焊操作之前進行。
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釺焊(hàn)操作通常包(bāo)括將所述定義的部件組合(hé)在一起,以獲得優先選擇的間距D,以避(bì)免在釺焊操作期間在粘接表麵之間(jiān)形成氣泡或粘合缺陷。間距 D 通(tōng)常小於 0.1 mm。間距(jù)D的適當值可以(yǐ)通過在支撐和(hé)塗層上施加電鍍壓力來獲(huò)得。受控(kòng)氣氛可以是真空(至(zhì)少部分)或惰性氣體(例如稀(xī)有氣體(通常是(shì)氬氣或氦氣)或氮氣或其混合物)。

在受控氣氛下的釺(qiān)焊優選為真空釺焊。優選真空度相當(dāng)高,也就是說,腔室中的殘(cán)餘壓力小於10<-4>毫巴,並且通常由10<-4>和10<-5>毫巴組成。該實施例可以避免組件元件的汙染和/或受控氣氛的氣體可能造成的汙染(例如,在釺焊溫度下可能削弱(ruò)金屬塗層(通常通過工業惰性氣(qì)體中可能含有的氧(yǎng)氣的作(zuò)用))。

在本(běn)文的優(yōu)選實施例中,所(suǒ)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(zhì)少一(yī)種釺焊材料4,以形成初始組件5;

可能,在所(suǒ)述初始組件5上施加電鍍壓力;

將(jiāng)初始組件引(yǐn)入到(dào)可控氣氛室中,例如真空室,10設置有加熱裝置11等電阻;

 控製腔(qiāng)室10中的氣氛(並因此接近所述組件),例如在所述腔室中形成真空或(huò)用惰性氣體替換所述腔室中的氣(qì)氛;

將所述組(zǔ)件5加熱至至少等於所述釺焊(hàn)材料(liào)4的釺焊溫度。

釺焊溫度通常等於釺(qiān)焊材料的熔(róng)融溫度,使得材料熔化並與與其接觸的元件(鋼支撐部分和/或防腐(fǔ)塗層(céng))產生(shēng)緊密結合。

釺焊材(cái)料優選在支撐部分和防腐塗層之(zhī)間均勻分布,以(yǐ)獲得均勻(yún)的粘合層並增加這兩個元(yuán)件之間的接觸麵。

將釺焊材料4置於支撐部分2和防腐塗層3之間可以分兩個階段(duàn)進行。具(jù)體地,所述[敏感詞]可以包括:

 將釺焊材料4沉積在支(zhī)撐部分2上(shàng),在所謂的“粘接”表麵的位置;

 將防腐(fǔ)塗(tú)層3定位在支撐部(bù)件2上,以這(zhè)樣的方式形成所述初始組件(jiàn)5。

在某些情況下,首先將釺焊材料4沉積在(zài)防腐塗層3上,與所謂的“粘合”表麵齊平,然(rán)後將支撐部分2定位在防腐塗層(céng)上,以形成所述初(chū)始組件5的方式,可能是有利的。

有利地,可以在所述再加熱之前和/或期(qī)間對所述組件施加(jiā)機械電鍍壓力。施加該電鍍壓(yā)力,使支撐部分(fèn)和防腐塗層相互擰緊,以(yǐ)壓縮釺焊材料。

優選地,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(kě)以是易熔(róng)合金(通常(cháng)是共(gòng)晶合金)或易熔金屬(shǔ)。所述材料4可以含有助焊劑。有利的是(shì),釺焊材料可(kě)以在與其接觸的元件(jiàn)中擴散,這使得可以確保所述元件之間非常牢固的結合。釺焊材料通常為粉末、片材或網狀。申請人在(zài)其試(shì)驗中指出,網格具有有效補償粘合表麵之間間距(jù)D的任何可能變化的優點。

當塗層3為鉭或鉭合金時,釺焊材(cái)料4通常由鎳、鉻、矽或硼或其混合(hé)物或合金組成(chéng),例如(rú)含有鎳和硼的BNi型合金(根據ASTM分類(lèi)),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(wēn)度通常位於1000°C和1050°C之間。釺焊材料4還可以是含有鋰、銅、鋁、鋅和(hé)/或錫的銀基材料(例如合金或(huò)混合物)。

當塗層3是鈦或鈦的合金時,釺焊材(cái)料4通常是含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫的銀基(jī)材料(如合金或混(hún)合(hé)物),或具有鈦基的合金,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(cháng)是以(yǐ)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還可以是含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫(xī)的銀基材料(例如合金或混合物)。

鋼支撐(chēng)件和防腐塗層可以采用板的形式。這些可以事先(xiān)切割的元件(jiàn)通(tōng)常是扁(biǎn)平的,但它們也可以是圓形(xíng)、半圓柱形或其他形狀。元(yuán)件也可以在通過釺焊粘合之前成型。也可以使用適當形狀的防腐金屬塗層對化學裝置元件進行釺焊。

使用的鋼一般是(shì)碳鋼,[敏(mǐn)感(gǎn)詞]是鉻(gè)鋼。使用熱膨脹係數接近防腐塗(tú)層(céng)的(de)鋼是(shì)特別有(yǒu)利(lì)的,也就是說,有(yǒu)利地,所述鋼的熱(rè)膨脹(zhàng)係數與防腐塗層(céng)的膨脹係數之間的差異小於(yú)20%,優選低於10%。更準確地說,所述(shù)鋼的熱膨脹係(xì)數等於所(suǒ)述塗層的熱膨(péng)脹(zhàng)係數±20%,優選±10%。

例子

試驗 1

製造裝配零件的試驗是通過使用(yòng)碳鋼板和鉭防腐塗層進行真空釺焊進行的。釺(qiān)焊材(cái)料是ASTM分類的BNi合金,具有(yǒu)鎳基,含有硼,鉻和矽。

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

申請人指出(chū),鉭料在鉭元件中(zhōng)的(de)擴散深度約為10至20μm,因(yīn)此鉭塗層的耐腐(fǔ)蝕性不受這種擴散的影響。

試驗 2

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

彎(wān)曲和(hé)衝孔測試(曲率半徑在30毫米和100毫米之間(jiān)變化)顯示釺(qiān)焊粘結沒有斷裂(liè)或(huò)退(tuì)相幹,其相對(duì)硬度較低(110 Hv)。此外,鈦板(尺寸(cùn)為1 m*1 m)的壓延以(yǐ)等於150 mm的(de)曲(qǔ)率(lǜ)半徑完成,而不會降低粘合質量(即使(shǐ)在微觀尺度上)。

進一步注意的是,釺焊材料4在防腐塗層3中的擴散深度低於60μm,因此耐腐蝕性不受這種擴散的影響(xiǎng)。

優點:通過本發(fā)明方法獲得的電鍍產品(pǐn)具有高橫向導(dǎo)熱性的優點,這要歸功於支撐部分(fèn)和(hé)防腐塗層在粘(zhān)合表麵的大部分(fèn)上緊密結合,而情況並非如此,例如,通過滾花獲(huò)得的粘合僅產生(shēng)粘合帶。橫向導熱性在包括熱傳遞裝置的化學裝置中特別有利,例(lì)如用於冷卻或加熱的交換器

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