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    真空釬焊金剛石和316不銹鋼
    Release date:2023-01-30

    為解決真空釬焊工藝中的釬焊金剛石和316不銹鋼效果差、成本高的技術問題,以及現有技術中的釬焊不適用于真空環境中的釬焊工藝,提供了金剛石和316不銹鋼的真空釬焊和真空釬焊方法。本文的真空釬焊方法對金剛石和316不銹鋼具有良好的釬焊效果。大顆粒金剛石可焊接到316不銹鋼基體上,釬焊對人體基本無害,成本低,適用于真空環境中的釬焊金剛石和316不銹鋼。為了達到上述目的,本文通過以下技術方案實現:金剛石和316不銹鋼專用真空釬焊材料,包括以下百分比含量的成分

    6%~8%,Si4%~8%,Sn4%~7%,B2.5%~4%,Fe2%~4%,C0.03%~0.1%,剩余為Ni。此外,一種金剛石和316不銹鋼專用真空釬焊材料,包括以下10%質量成分:Cr7.5%,Si4.5%,Sn4.5%,B3.5%,Fe3.5%,C0.05%,剩余為Ni76.45%。此外,真空釬焊釬料是通過球磨制成的粉末釬料。[0011]此外,球磨處理過程中的直徑為5mm以料球比為2:1的磨球速度為300rpm下球磨3h所述釬料的制備。由于Cr18Ni316不銹鋼的化學成分為鐵72wt%、鉻18wt%、鎳10wt%,鑒于316不銹鋼的組成和金剛石的特性,為了形成金剛石與不銹鋼之間強度較高的連接效果,釬焊釬料采用鎳為基體。由于金剛石是碳的單質材料,當金剛石與不銹鋼緊密連接時,通過在鎳鉻合金中添加強碳化物形成元素Cr(從6%到8%)或通過鉻Cr金屬化金剛石表面來提高金剛石與316不銹鋼之間的可焊性。鎳具有熔點高、抗氧化、耐腐蝕、塑性好、強度大等特點,316不銹鋼中Cr含量為18wt鎳含量為10%wt%,因此,真空釬焊釬料中的鉻含量需要適當降低,鎳含量需要增加,這有利于316不銹鋼中較高含量的鉻擴散到釬焊料中,而釬焊料中較高含量的鎳擴散到316不銹鋼中,即兩者會相互擴散,相互擴散有助于提高金剛石和316不銹鋼的焊接強度。釬料中的鉻含量為6wt%到8wt%時可與鎳形成Ni-Cr固體熔體,提高真空釬焊的熱強度、抗氧化性、耐腐蝕性和潤濕性;添加硅、錫、硼可降低釬焊熔點,提高釬焊對316不銹鋼的潤濕性,使焊接內應力小,焊縫焊接強度好,大大降低金剛石裂紋率;添加鐵可提高真空釬焊焊縫的力學性能,含量控制在2%到4%之間;碳的加入可以降低鎳基體的熔點,提高釬料的強度和硬度,但對釬料的潤濕性影響不大。另一方面,本文提供了金剛石和316不銹鋼的真空釬焊方法,包括以下步驟:氟化硼去除316不銹鋼表面氧化膜:將釬焊爐底部的真空度提取到10-4Pa,加入氟化硼和5N上述高純氬混合氣I,然后將真空度控制為0.7×105Pa~0.9×105Pa,升溫至600°C~720°C,絕緣5~15分鐘;316不銹鋼表面氧化膜恢復反應,可去除316不銹鋼表面氧化膜;(2)氫氮混合物恢復316不銹鋼表面氧化膜:氫和5N上述高純氬混合氣II,混合氣的替換步驟(1)I,0控制真空度.7×105Pa~0.9×105Pa,升溫至750°C~850°C,保溫5min~20min;316不銹鋼表面氧化膜恢復反應,316不銹鋼表面氧化膜可在步驟(1)的基礎上進一步完全去除;(3)真空釬焊階段:停止進入步驟(2)混合物II,抽真空至0.8×10-3Pa~1×10-3Pa,將溫度升至1020°C~1040°C后保溫5min~20min,金剛石和316不銹鋼的真空釬焊采用金剛石和316不銹鋼的特殊釬焊材料。此外,步驟(1)中氟化硼在混合氣I中的質量百分比為3%~5%。此外,步驟中氟化硼在混合氣I中的質量百分比為3%~5%。wt%~5wt%氟化硼的氣體濃度能滿足釬焊除膜的要求,提高生產安全性。此外,步驟(2)中氫氣在混合氣II中的質量百分比為2%~3.5%。氣體濃度能滿足釬焊除膜的要求,提高生產安全性。此外,步驟(3)將溫度升高到1020°C~1040°C升溫率為5°C/min

    12°C/min。有益的技術效果:316不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼,其表面的氧化膜是極難去除的三氧化二鉻Cr2O三、三氧化二鐵Fe2O3.采用本發明方法在高溫下恢復316不銹鋼表面與氟化硼氣體的反應,以去除其表面氧化膜。為了更徹底地去除表面氧化膜,氫氮混合物用于恢復316不銹鋼表面氧化膜。這兩步恢復反應,316不銹鋼表面氧化膜可完全去除,然后采用金剛石和316不銹鋼專用真空釬焊鎳基多相結果釬焊,由于釬焊熔點低,具有良好的熱強度、抗氧化、耐腐蝕、潤濕,使金剛石和316不銹鋼焊接應力小,焊接強度高,可大大降低金剛石裂紋的比例。本文的真空釬焊方法對金剛石和316不銹鋼具有良好的釬焊效果。大顆粒金剛石可焊接到316不銹鋼基體上,釬焊基本無害,成本低,適用于真空環境中的釬焊金剛石和316不銹鋼。


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