本文涉及一種馬氏體不鏽鋼與銅合金之間的擴散焊接裝配工藝，尤其涉及一種馬氏體不鏽鋼部件與（yǔ）含有（yǒu）銅的部件的裝配工（gōng）藝。

擴散（sàn）焊接是一種（zhǒng）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熔化。

例如，該技術可用於生產設計為在高溫下運行的雙金屬部件。馬氏體不鏽鋼部件或部件（jiàn）在部件的機械強（qiáng）度和/或耐磨（mó）性和耐腐蝕性中起作用，而銅或銅合金部件或部件充當熱阱，使（shǐ）所述部件能夠冷卻。因此，必須組（zǔ）裝上述兩（liǎng）個組件，以確保從一個組（zǔ）件到另一個組件的[敏感詞]熱傳遞以及組件的出色熱（rè）機械阻力。

這種雙金屬部件可用於例如在玻璃工業中形成模具，在冶金中用於（yú）形成連續（xù）金屬帶狀鑄造（zào）輥，用於生產非循環或單極液冷發（fā）生器，用於生產X射線（xiàn）管等。

可用作該組件的馬氏（shì）體不（bú）鏽鋼的一（yī）個例子是Z20 CN17-02鋼，其包括C重量的0.2%，Ni重量的1.25至（zhì）2.5%，Cr重量的15至17%，Mn重量的1%，Si的1%，P的0.04重量%，S重量的（de）0.03%， 其餘（yú）由鐵和雜質組（zǔ）成。

根據本文（wén），包含銅（tóng）的組分可以（yǐ）例如由銅合金組（zǔ）成，其基體不是合（hé）金化的，即僅包含銅和（hé）雜質，根據標準NF A 51050不低於99.8重量（liàng）%的銅，或（huò）通（tōng）過氧化物（wù）分（fèn）散增強的銅合金，其基體優先不合金化。

根據（jù）本（běn）文，可以根據本文的方法組（zǔ）裝的部件可以是任（rèn）何尺寸或形狀。例如，它們的體積可能大（dà）於 1 dm<3 >，厚度可達幾厘米。這樣，它（tā）們可以很容易地在其要組裝的表（biǎo）麵上具有大於或等於 1 毫（háo）米的厚度。

本文的工藝中，表麵脫脂（zhī）和剝離步驟可以包括針（zhēn）對金屬表（biǎo）麵（miàn）的常（cháng）規脫脂和剝離處理。此步（bù）驟的目的是獲得幹淨的表麵，沒有油脂和氧化。潤滑脂可（kě）以從所（suǒ）述表麵上除去，例如，使用溶劑或常規的金屬脫（tuō）脂洗滌劑。汽提可以包括化學或機械汽（qì）提，例如可（kě）以通過酸或堿溶液（yè），或（huò）通過研磨或拋光進行。根（gēn）據本發明，剝離技術可以包（bāo）括化學剝離，然後用水衝洗（xǐ），在此期間使用具有氧化鋁纖維（wéi）基材的研磨墊擦洗材料表（biǎo）麵。所述（shù）處理可（kě）以重複幾（jǐ）次，並有（yǒu）可能用軟化水進行（háng）最後一次衝洗。

此列表並非詳盡無遺，可以選（xuǎn）擇任（rèn）何能夠消除待組裝組件表麵上汙染和（hé）氧化（huà）痕跡的技術。

對於待組裝（zhuāng）的馬氏體不鏽鋼部件的表麵，脫脂溶劑（jì）可（kě）以是有機溶劑，例如酮、醚、醇、烷烴或氯化烯烴（tīng）如三氯（lǜ）乙烯，或所述物（wù）質的混（hún）合（hé）物等。優選的（de）溶劑是乙醇（chún）、乙醚和（hé）丙酮的等分混合物。另一種優選溶劑是（shì）三氯乙烯。化學汽提可以用酸溶液進行，例如10%氫氟酸浴或包（bāo）含1-5%氫氟（fú）酸與30-40%硝酸的混合物。在（zài）15至30°C的溫度下，例如20°C的溫（wēn）度下，剝（bāo）離時（shí）間可以是例如10秒至5分鍾，例如（rú）20至30秒（miǎo）。例如，可以在一個或多個連續的軟化水浴中衝洗（xǐ）剝離的表麵。

對於（yú）包含銅的組分的表麵，潤滑脂可以通過諸如上述那些的有機溶（róng）劑除去，例（lì）如使用丙酮或三元丙酮-乙醇-醚混（hún）合物，優先按[1/3]、[1/3]和[1/3]的比例除去。所述表麵的脫脂之後可以例如進行一分鍾的超聲處理。然後可以在超聲波下用乙醇對表（biǎo）麵（miàn）進行脫脂，然（rán）後使（shǐ）用熱空氣等方式幹燥（zào）。然後（hòu）可以使用例如（rú）濃度為0.23至0.30摩爾/升的重鉻酸鉀浴、例如濃度為0.1至0.13摩爾/升的硫酸和軟化水（例如約1分30秒）剝離所述表麵。然後可以用乙醇衝洗表麵（miàn），例如在超聲波下，然後在軟化水中衝洗並幹燥，例如使用熱空氣，下一步是包括將脫脂和剝離（lí）的部件表麵直接接觸的步驟。這（zhè）種接觸包括根據所需的堆棧將要組（zǔ）裝的組件的表麵相互放置或定位。優選地，所述接觸在包括對要組裝的表麵進行脫（tuō）脂和剝離（lí）的步（bù）驟之後不到一小時內進行，以限製氧化（huà）風（fēng）險（xiǎn），除非已采取特（tè）殊預防措施來儲存脫脂和剝（bāo）離的（de）組（zǔ）件，所述預防措（cuò）施可能包括通過將組件放在密封袋（dài）中將組件保持（chí）在清潔和非氧化（huà）性（xìng）氣（qì）氛中，例如（rú）氮氣。所述接觸被稱為“直接”的，因為它是（shì）在根據本（běn）發明進行的，而不在待組裝的（de）表麵上放置諸如現有技術中（zhōng）描述的那些合金的中間層，待（dài）組裝部件（jiàn）表麵接觸之後的步驟是包括將（jiāng）表麵直接接觸的擴散焊接組件組成的步驟。擴散焊接（jiē）可以例（lì）如通過熱等靜（jìng）壓或熱單軸壓製進行，例如使用本領域技術人員已知（zhī）的常規技術（shù）。，當通過熱等靜壓進（jìn）行擴散焊接時，接觸的材料可（kě）以被（bèi）引入到用於將要組（zǔ）裝的部件與大氣隔離的（de）套管中，並抽空套管以用於擴散焊接所述套管中（zhōng）的部（bù）件的組件。當然，接觸步驟（zhòu）也可以直（zhí）接在外殼中進行，外殼可以（yǐ）由任何緊（jǐn）密的材料組成，足以（yǐ）承（chéng）受（shòu）所述外殼中的（de）至（zhì）少（shǎo）部分真空，並且能夠承受組裝部件（jiàn）所需的高溫和（hé）高壓。例如，外殼可以是金（jīn）屬外（wài）殼（ké），例如由不鏽（xiù）鋼、軟鋼或鈦及（jí）其合金製成。例如，它可以由厚度例如約為1至20毫（háo）米，例（lì）如約1至（zhì）10毫米的薄片形成。首先，外殼可（kě）以（yǐ）模製要組裝的部件的外（wài）部。在根據（jù）本發明的一個實施例中，馬氏體不鏽鋼部件可以通（tōng）過充（chōng）當套管（guǎn）上的蓋子來關（guān）閉所述套管，因此可以將（jiāng）鋼部件（jiàn）焊接到套管上。根據本發明，所述套（tào）管（guǎn）可以通過切割、彎曲（qǔ）、如果需要的話、焊接金屬板或使用本（běn）領（lǐng）域技術人員（yuán）已（yǐ）知的任何方法來生產（chǎn）。然後將（jiāng）外殼脫氣，以便在其內部產生真空。脫氣可以通過真空泵或（huò）加熱要組裝的部件和外殼來進行。

脫氣的一個例子可能包（bāo）括在環境溫度下抽空外殼，直到獲得小於或等（děng）於10 pa的殘餘真空，然後在中等溫度下加熱組件，例如低於300°C.幾個小時，例如5小時，同（tóng）時（shí）繼續（xù）抽真空（kōng）。

在進行擴散焊接操作（例如使用氦氣（qì）測（cè）試）之前，檢查外殼是否緊密可能是有用的。

一旦執行（háng）了脫氣步驟，通過密封用於排（pái）空的開（kāi）口（例（lì）如，使用TIG焊進行密封）使套管（guǎn）完全（quán）密（mì）封。

然後可以通過擴散（sàn）焊接組裝放置在脫氣（qì）外殼中接觸（chù）的組件。該（gāi）組裝可以在熱等靜壓室中進行，當使用熱（rè）等靜壓進行擴散焊接時，擴散焊（hàn）接組件步驟可包（bāo）括至（zhì）少一個直（zhí）接（jiē）接觸的部件表麵的加熱和加壓循環，包括：

溫度和（hé）壓力（lì）的（de）增加（jiā），以達到在允許將馬氏體不（bú）鏽鋼置於溶液中（zhōng）的溫度範圍內選擇的溫度，以及大約5 * 10<7 >至（zhì）2 * 10<8 >Pa的壓力，將所選溫度和壓力（lì）穩定足夠的時間，以將相應組（zǔ）分的馬氏體不鏽鋼置於溶液中，以及（jí）溫度和壓力降低，對於諸如上述的那些馬氏體不鏽鋼，能夠（gòu）將馬氏體不鏽鋼置於溶液中的溫度範圍可以是大約800至1080°C。例如，所選溫度可以是大約975[°C]。此周期的每個步驟的持續時間可能從幾（jǐ）分鍾到幾個小時不（bú）等。溫度可以升高30至180分鍾，例如大約（yuē）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（yā）力可以保持穩定30至120分鍾，例如約一小時。

可以降低溫度，以便使（shǐ）不鏽鋼部件的（de）馬氏體轉化，其中包括對鋼進行（háng）淬火硬化。所（suǒ）述溫度的降低可以例如對於（yú）上述30至150[度]C./分鍾，在大約975[度]C.和730[°C.]之間，例如（rú）110[度]C./分鍾，15至75°C./分鍾，大約（yuē）在730[度]之間。 C.和500[度]C.，例如40[度]C./分鍾， 在500°C以下更慢。

也可以降低溫度，以免獲得馬氏體鋼結構。所述溫度降低之後將進行淬火硬化處理，以實現鋼的（de）馬氏體轉化。，所放置部件的擴散焊接組件也可以通過熱單（dān）軸壓製進行。要組裝的部件可（kě）以布置在配備加（jiā）熱係統和真（zhēn）空室的壓（yā）力機中。然後可以在所述腔室中（zhōng）設置大約10<-1>至10<-3>Pa的真（zhēn）空，待組裝組件的表麵（miàn）在壓力機中直接接觸。熱的單軸壓製可以通過施加約1至100MPa的壓力進行，例如約5至30MPa的壓（yā）力。可以包括至少一個加熱循環，依次包括：

溫度升高，以（yǐ）達到在溫度範圍（wéi）內選擇的溫度，使馬（mǎ）氏（shì）體不鏽鋼能夠置於溶液中，

將溫度穩定（dìng）足（zú）夠的時間，將馬（mǎ）氏體不鏽鋼置於溶液中，以及溫度降低。

所述循環的溫度和時間可（kě）以例如與上（shàng）述鋼的熱等靜壓所（suǒ）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（lǐ）。所述處理旨在軟化鋼。它可以（yǐ）在爐子中進行，例如在500至800°C的溫度下根據所需的機械性能（néng）進行（háng），例如在大約（yuē）700°C的溫度下進行。出乎意料的是，發明人觀察到，當（dāng）銅和馬氏體不鏽鋼之（zhī）間的擴散焊（hàn）接組件在沒有中（zhōng）間材料的情況下生產時，以這種方（fāng）式生產的組件具有（yǒu）優（yōu）異的抗熱震性。所述抗熱震性是通過根據本發明的工藝組裝的部件之間的界麵（miàn）沒有退化來證明的，經過一係列幾（jǐ）十次空氣加熱操作後，在馬氏體不鏽鋼部件的側麵，使用氧（yǎng）乙炔焊槍（qiāng）達到[敏感詞]溫度約（yuē）900[°C.]， 每次都經過水中淬火硬化。

組件具有足夠的抵抗（kàng）力，使得淬火硬化和退（tuì）火（huǒ）處（chù）理，特別是用於鋼的馬氏體轉化以及（jí）與銅和鋼之間的組件相關的應力的消散，不會損壞所形成的組件。

此外，工藝形成的組件能夠從一個組件到另一個組件的出色熱傳遞（dì）。

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的那些中間材料，通過避免添加所述材料（liào）以及將所述材料塗覆和[敏感詞]兩個組件之（zhī）間的操作，顯著降低（dī）了組件的生（shēng）產成本。工（gōng）藝還可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/或鋼厚度可達（dá）幾厘米。它還可以消除現有技術的技術困（kùn）難，例如與處理大型或（huò）重型零件相關的困難，與在具有複雜（zá）形狀的零件上獲（huò）得規則厚度的中間材料（liào）相關的困（kùn）難，與塗層的（de）脆弱性相關的困難，例如撕裂片狀塗層， 使（shǐ）其定位精（jīng）細，與塗層對劃痕的敏感性有關的困難等。

另一個優點是（shì）可以在裝（zhuāng）配過程中（zhōng）加入至少（shǎo）一部分熱處理，以（yǐ）恢複馬氏體鋼的性能，所述部分至少包括將鋼置於溶液中並使其淬火（huǒ）硬化。這導致額外成本的降低，因為熱等靜壓（yā）室外組裝零件的後處理可能僅限於旨（zhǐ）在軟化鋼的退火。

例如，可應用於在高溫下操作的金屬零件的生產，其中（zhōng）馬氏體不鏽鋼部（bù）分在磨損，腐蝕或機械阻力方麵發揮作用，而銅部（bù）分充當熱阱，從而使零件冷卻。

此外，還涉及一種生（shēng）產包含馬氏體不鏽鋼部件的雙金屬部件的方法，該（gāi）工藝包（bāo）括用含有銅的部件組（zǔ）裝。

所述（shù）工藝可用於例如生產雙金屬零件，例如用於玻璃工業的模具、連續金屬帶流鑄輥、非循環或單極液冷發生器、X射線（xiàn）管（guǎn）等，特別是具有與本發明相關的上述所有優點。還涉及一種生產雙金（jīn）屬部件的方法，該部件包括馬氏體不鏽鋼部件與包括銅（tóng）的部件組（zǔ）裝在一起，所述工藝包（bāo）括以下順序：

包括對要組裝的馬氏體不鏽鋼部件的表麵進行脫脂和剝離的步驟，

該步驟包括在馬氏體不鏽鋼（gāng）部件的脫脂和剝離表麵上沉積由銅直（zhí）接（jiē）接觸的合金粉末，

包括（kuò）壓實沉（chén）積在所述（shù）脫脂（zhī）和剝離表（biǎo）麵上的（de）銅粉末以形成包含銅的組件的步驟（zhòu），其表麵與脫脂和（hé）剝離表麵（miàn）直接接觸，並且

該步（bù）驟包括對直接接觸的部（bù）件表麵進行擴散焊接組（zǔ）件。

包括（kuò）對馬氏體不鏽鋼（gāng）部（bù）件表麵進行脫脂（zhī）和剝（bāo）離的步驟（zhòu）可以例如與上述步驟相同。

擴散焊接裝配步（bù）驟可包括通過熱等靜壓或如上所述的單軸壓製進行擴散焊（hàn）接。如果需要，所述步驟可以遵循（xún）由對組裝的馬氏體不鏽鋼進行退火處理的步驟（zhòu）。

根據該（gāi）工藝，擴散焊接組件可以有利地（dì）通過使用粉末（mò）而通過熱等靜（jìng）壓來執行，並且並且，例如，在複雜形狀的馬氏體不鏽鋼部件的情況下。在這種情況下，包括沉積包含與馬氏體（tǐ）不鏽鋼（gāng）部件直接接觸的銅的合金粉末的步驟（zhòu）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個或多個馬氏體不鏽鋼部件，並在所（suǒ）述套管中填充含有銅的合金粉末，使得鋼部件完全被所述粉末包圍，根據要（yào）生產的雙金屬部件，在（zài）其一個或所有表麵上直接接觸。

在壓實步驟之前，套管進行脫氣，如上所述，並且（qiě）所（suǒ）述（shù）脫（tuō）氣可持續數小時至（zhì）數天，例如兩天。

根（gēn）據該方法，銅合金粉末可以（yǐ）是由諸如上述的那些銅合金的顆粒組成的粉末，所述顆粒可能具有例如1μm至1mm的（de）直（zhí）徑，這取（qǔ）決於期望的結果。

因此，該工藝使得能夠壓實銅粉並（bìng）同時用馬氏體不鏽鋼對所述（shù）粉末進行（háng）擴散焊接（jiē），而當像現有技術一樣應用中間材料時，這是困難的。

該工藝還（hái）具有使得能夠獲（huò）得雙金屬零件的優點，該零件包括通常通過粉末冶金獲得的銅合金製成的零（líng）件。在裝配過程中粉末的致密化避免了（le）使用先前致密（mì）化的銅部件，從而節省了部件致密化和加（jiā）工成本。