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真空釺焊材料組合物及其(qí)製造(zào)方法
Release date:2022-11-21

本文一般涉及一種合金材料,特別是涉及一種釺焊材料組(zǔ)合物(wù)。

1. 相關技術說明

隨著技術的進步,機械工件的(de)結構趨於複雜;因此,如果機械工件采用常(cháng)規鑄造方法製造或整體成(chéng)型,製造過程的難度將大大增加(jiā),成本也會上升。因此,它可以降(jiàng)低製造過程的(de)難度,並降(jiàng)低將幾個小工件連接在一(yī)起形成大工件的成本(běn)。

釺焊是一種廣泛使用的技術,它使用釺焊材料組合物作為金屬填料(liào);由於金屬填(tián)料的熔點低於工件的熔(róng)點,因此可以通過加熱熔化金屬填料,並且熔化的金屬填料可以通過毛細管填(tián)充在兩個工件之間;然後,在熔化的金屬填料(liào)凝固後(hòu),可以將工件連接在一起。釺焊可(kě)以將由相同材料或由不同材料製成的(de)兩個金屬工件連接在一起;此外,釺(qiān)焊還可以將金屬工件和非金(jīn)屬工(gōng)件(例如(rú)陶瓷)連接在一起。

由於機械(xiè)工件可能在高溫環境、高腐蝕性環境或其(qí)他惡劣環境中使用,金屬填料的材料主要由貴(guì)金屬組成,如(rú)金、銀、鈀和鉑等;在(zài)這些金屬(shǔ)中,Ag是金(jīn)屬填料中最常用的材料;然(rán)而,Ag合金通常具有很高的熱膨脹係數(18.2 ̃19.6 ppm / ° C.),這是大多數材料(liào)無法比擬的;因此,嚴格(gé)限製Ag合金的應用。

目前,為了解決金屬填料的熱(rè)膨脹係(xì)數(shù)過高的問題,大多數金屬填料都(dōu)加入了附加(jiā)的添加劑,如(rú)陶瓷顆粒和金屬(shǔ)等,具有低熱膨脹係數或碳纖維,以控製金屬填料的熱膨脹係數,如美國專(zhuān)利(lì)號6,742,700和美國(guó)專利公開(kāi)號所公開的: 20080131723;但是,這些金屬填(tián)料應通過多種工藝製造,因此這(zhè)些金屬(shǔ)填料的製造工(gōng)藝非常複雜。

因此,提供一種釺焊材料組合物(wù)以有效改善現有釺焊材料組合物的缺點已成為一個重要問題。

發明內容

因此(cǐ),本(běn)發明的(de)主要目的是提供一(yī)種釺焊(hàn)材料組合物及其製造方法,以改(gǎi)善(shàn)現有釺焊材料組合物的缺點。

為了達到上述目的,本發明提供(gòng)了一種釺料(liào)組合物,其可以包括Ge、Ag和Si,其中Ge的原子百分比可以在0<Ge≤20%之間,Ag的原子百分(fèn)比可以在20≤Ag<88%之間,Si的(de)原子百分比可以在12<Si≤60%之(zhī)間。釺焊材料組合物的熱物理性能可以很容易地調整;此外,釺焊材料組合物不僅具有低熱膨脹係數,而且在高溫下具有很(hěn)好的結構穩定性(xìng)和氣(qì)密性。

優選實施方案(àn)中,釺焊材料組合物的熱(rè)膨脹係(xì)數可以在(zài)7.4⃃18.5ppm/°C之(zhī)間(jiān)。

優選實施方案中,釺焊材料組合(hé)物可以通過冶煉工藝製造。

優選實施方案中,釺焊材料組合物(wù)的熔點(diǎn)可以在600⃃1200°C之間。

優選實施方(fāng)案(àn)中,釺焊材(cái)料(liào)組(zǔ)合(hé)物的平均泄漏率可以(yǐ)約為10 −4 mbar·l/s/cm。

為了實現上述目(mù)的,本文還(hái)提供(gòng)一(yī)種釺(qiān)焊材料組合(hé)物的製造方法,其可包(bāo)括以下步驟:將Ge粉末、Ag粉末和Si粉末混合(hé)以生成混合粉末(mò),其中混合粉末的Ge的(de)原子百分比在0<Ge≤20%之間, 混(hún)合粉末中銀(yín)的原子百分比在20≤Ag<88%之間,混合粉末中(zhōng)Si的原子百(bǎi)分比(bǐ)在%時在(zài)12<Si≤60之間;通過燒結工(gōng)藝處理混合粉末以生成[敏感(gǎn)詞]材料;將[敏感詞]批材料放入冶煉爐中,將空氣從冶煉爐的(de)腔室(shì)中抽出,使腔室處於真空狀態,並將保護氣體注入腔室;通(tōng)過冶(yě)煉過程加工[敏感詞]種材料以生成第二種材料;並在保護氣體環境中通過退(tuì)火工(gōng)藝處(chù)理第(dì)二材料,以(yǐ)便使第二材料的Ge,Si和Ag均質化以(yǐ)生成釺焊材料組合物。

優選實施方案中,用(yòng)於製造權利要求6的釺(qiān)料組合物的方法還可以(yǐ)包括以下步驟:篩選Ge粉末、Ag粉末和Si粉末,使Ge粉末的平均粒(lì)徑,所述Ag粉末和Si粉末小於45μm。將[敏(mǐn)感詞]材料放入冶煉爐中,將空氣泵出(chū)冶煉(liàn)爐的腔室以使腔室處於真空狀態,並將保護氣體注入腔室的步驟可以執行至少兩次(cì)。退火過程的溫(wēn)度(dù)可(kě)以是第二材料的熔點的0.7 ̃0.8倍。通過冶煉過程處理[敏感詞]材料以生成第(dì)二(èr)材料的步驟還可以包括以下步驟:翻轉第二材料(liào)並重新執行(háng)冶煉過程(chéng)。釺焊材料組合物的(de)熔點可以在600⃃1200°C之間。釺焊材料組合物的(de)平均泄漏率可以在10 4 mbar·l/s/cm左右。

本文的釺焊材料(liào)組合物及其製造方法可具有以下優點:

實施方案中,所(suǒ)述釺焊材料組合物為Ag—Ge—Si三元合金,具有特殊的組成比例且不含陶瓷顆粒(lì)或其它添(tiān)加劑,因此隻需通(tōng)過冶煉工藝即可製造;因此,釺焊(hàn)材料的製造工(gōng)藝組合物可以顯著簡化。所述釺焊材料組合物為具(jù)有特殊(shū)成分比的Ag—Ge—Si三元合金,其(qí)熱物理性能可通過(guò)改變組(zǔ)成比例來調節;因此(cǐ),釺焊材(cái)料組(zǔ)合物可用於將不同熱膨脹係數的(de)工件連接在一起,非常適合多層複合材料的開發。

實施方案中,釺焊材料組合物的熱膨脹係數(7.4 ̃18.5 ppm/° C)和熔點(diǎn)範圍(600 ̃1200°C.)是可調的,因此釺焊材料組合物可以應用於各種工件;因此,釺焊材料(liào)組合物的應(yīng)用更加全麵。所述釺焊材料組合物具有(yǒu)高溫耐久性(xìng);經過(guò)長時(shí)間(750°C1000小時)的高溫(wēn)熱處理後,釺(qiān)焊材料成分的結構(gòu)仍然保持完整(zhěng),不會受到高溫的破壞;因此,釺焊材料(liào)組合物(wù)非常適合在高(gāo)溫環境下用作密封材料。所述釺焊材料組(zǔ)合物具有很大的氣密性;經過長時間的高溫熱處理(lǐ)(750°C.1000小(xiǎo)時)加(jiā)工(gōng)後,釺焊材料組(zǔ)合物的結構仍具有(yǒu)較大的氣密性(約10 4 mbar·l/s/cm);因此,釺焊材料組合物非常適(shì)合在高溫環境下用(yòng)作密封材料。

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