第14讲 真空工程用焊接技术-7

真空技术及应用系列讲座

东北大学真空工程博士点,博士导师杨乃恒先生主持

第一讲:真空科学的发展及其应用李云奇　95(2)

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第二讲:真空物理基础张世伟　95(3)…………………………………………………………………

第三讲:机械真空泵(一)(二)(三)(四)(五)(六)张以忱95(4)、(5)、(6)、96(1)、(2)、(3)

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第四讲:蒸汽流真空泵姚民生　96(4)…………………………………………………………………

第五讲:气体捕集式真空泵徐成海　96(5)

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第六讲:真空测量刘玉岱　96(6)、97(1)、(2)、(3)、(4)………………………………………………

第七讲:真空检漏关奎之　97(5)、(6)、98(1)、(2)、(3)………………………………………………

第八讲:真空系统设计王继常　98(4)、(5)、(6)、99(1)、(2)、(3)……………………………………

第九讲:真空系统组成元件王继常　99(4)、(5)、(6)、00(1)、(2)、(3)、(4)

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第十讲:真空密封王继常　00(5)、(6)、01(1)、(2)、(3)、(4)、(5)……………………………………

第十一讲:真空材料张以忱　01(6)、02(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、03(1)…………………………

第十二讲:真空工艺张以忱　03(2)、(3)、(4)、(5)、(6)………………………………………………

第十三讲:真空系统的检测技术张以忱　04(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、05(1)、(2)、(3)、(4)

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第十四讲:真空工程用焊接技术张以忱　05(5)、(6)、06(1)、(2)、(3)、(4)

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第十四讲:真空工程用焊接技术

张以忱

(东北大学,辽宁　沈阳　110004)

中图分类号:TB743;TB79 文献标识码:E 文章编号:100220322(2006)0520061204

6.5.2.7　锰基钎料(上接2006年第4期第64页)

锰的熔点较高(1314℃),蒸气压也较高(1020℃时为l3Pa),不宜在高真空中使用。锰能与镍形成一系列固溶体。当镍含量为3.95%时,锰镍合金的熔点为1005℃。为了进一步降低熔点,改善抗热性和抗腐蚀性,加入铬、钴、铜、铁、硼等合金元素,能形成如表19所列的一系列性能各异的锰基钎料。

锰基钎料具有较高的室温和高温强度,中等抗氧化性能和较好的耐低温、耐腐蚀性能,对不锈钢无明显的溶蚀及晶间渗入现象,适宜钎焊薄壁构件。钎焊工艺性能好,能填充较大的接头间隙。主要用于钎焊碳钢、合金钢、不锈钢及高温合金。钎缝可在500℃左右长期使用。应用锰基钎料钎焊时,真空度不宜过高,同时加热速率要尽量快些,以防止锰的过量挥发而改变钎料组分及熔化温度。通常真空度约为1021～1022Pa。

表19　锰基钎料

钎料名称牌 号化学成分(%)熔化温度(℃)钎焊温度(℃)

锰镍钎料BM n70N i

BM n68N i

BM n60N i

M n2N i29～312C0.1

M n2N i30～31.32C0.1

M n2N i39～412C0.1

1135

1010

1005

1150～1200

1020～1200

1015～1200

锰镍铬钎料BM n70N i C r

BM n55N i C r

BM n54N i C r

M n2N i24～262C r4.5～5.52C0.1

M n2N i35～372C r8～102C0.1

M n2N i35～372C r9～112C0.1

1035～1080

1060

1086～1170

1140～1180

1080～1150

1170～1200

锰镍钴钎料BM n68N i Co

BM n67N i Co M n2N i21～232Co9～112C0.1

M n2N i15～162Co15～162B0.8～12C0.1

885～895

835～845

895～950

850～950

锰镍磷钎料BM n54N iP M n2N i35～372P8～102C0.111701170～1200锰镍铜钎料BM n52N i Cu M n2N i19～212Cu34～362C0.1920～950950～1060锰镍钴铁硼钎料BM n65N i CoFeB M n2N i15～172Co15～172Fe2.5～3.52B0.1～1.0

6.5.2.8　钯基钎料

钯是贵金属,熔点高(1550℃),蒸气压极低。钯能完全溶于银、铜、镍中形成固溶体,这是钯基钎料的基础。但这些固溶体熔化温度较高,为降低熔化温度,改善性能,可加入锰、硅、硼、金等合金元素,形成如表20所列的钯基钎料。

钯基钎料具有良好的塑性和加工性能,能以各种形式使用。强度和抗腐蚀性中等;对基材溶蚀性低;润湿性极好,能润湿和漫流于多种金属表面和陶瓷等非金属。对不锈钢、耐热钢、钨合金、钴合金、钨、钼等具

第43卷第5期2006年9月 真　空 VACUU M

Vol.43,No.5

Sep.2006

有良好的润湿性和流散性,对不锈钢、钨、钼等不经电镀就可直接钎焊。并有良好的气密性。钯基焊料熔化时很少浸蚀基材金属和很少对基材金属产生晶间腐蚀,故利于钎焊细薄零件。钯的价格较贵,其蒸气压比金还低,特别适应在真空中钎焊密封组件。多用于高温部件、电子工业及原子能等工业领域。

表20　钯基钎料

钎料名称牌 号化学成分(%)熔化温度(℃)钎焊温度(℃)钯钴钎料BPd65Co Pd2Co34～361230～12351235～1250钯镍钎料BPd60N i Pd2N i39～4112381240～1250钯镍金钎料BPd34N i A u Pd2N i35～372A u29～311135～11661166～1200钯镍硅铍钎料BPd55N iSi B e Pd2N i44～452Si0.48～0.52Be0.251150～11601166～1200钯银硅钎料BPd81A gSi Pd2A g14～152Si4.5～4.8705～760760～790

6.5.2.9　钛基钎料

钛的比强度高,耐腐蚀性能优异,属活性金属,对陶瓷、石墨等非金属有非常强的活化作用。蒸气压低,但熔点高(1690℃)。钛与铜能形成多种低熔共晶。当镍在钛中含量达到30%时,也能形成955℃的钛镍共晶。这些共晶钎料熔点低,流动性好,但塑性差。为了改善钎料性能,提高强度,在钛中加入锆、铍、锰、钴、铬等元素形成如表21所列的钛基钎料。钛基钎料的抗氧化性能强,耐腐蚀性能优异,润湿性能特别好,对大部分金属和部分非金属都能润湿。广泛用于钛及钛合金、钨、钼、钽、铌、石墨、陶瓷、宝石等材料的真空钎焊、扩散钎焊和封接。

表21　钛基钎料

钎料名称牌 号化学成分(%)熔化温度(℃)钎焊温度(℃)

钛铜钎料BT i92Cu

BT i75Cu

BT i50Cu

T i2Cu7～9

T i2Cu24～26

T i2Cu49～51

790

870

955

190～850

870～920

955～1020

钛镍钎料BT i72N i T i2N i28～29955965～1020钛铜镍钎料BT i70CuN i T i2Cu14～162N i14～16900～940950～980钛锆铍钎料BT i48ZrBe T i2Zr47～492Be3～5890～900940～1050钛铜铍钎料BT i49CuBe T i2Cu48～502Be1～3900～955997～1020钛锆镍铍钎料BT i43ZrN i B e T i2Zr40～422N i1.2～1.52Be2～4800～815850～1050钛钯钎料BT i53Pd T i2Pd46～4810801100～1150

6.5.2.10　非晶态钎料

非晶态钎料是利用急冷技术制造的新型钎料,将过去无法压延成形的镍基钎料和铜2磷、铜2钛、铝2硅等脆性大的钎料喷铸成箔状,满足平面接头钎焊的需要,对真空钎焊技术的发展起到很大的促进作用。目前非晶态钎料已经应用于板翅冷却器、散热器、蜂窝结构、电子器件、陶瓷与石墨的真空钎焊或电阻钎焊等生产领域。

非晶态钎料的主要有以下特性:

①化学成分保持液态时的均匀性,既无晶粒,又无共晶相析出;组分不分离、原子呈无序排列,能显著改善钎焊接头强度。

②不含粘结剂,加热速率不受限制,钎缝无非金属夹渣,钎后可省清理工序,不污染真空设备,钎焊接头质量高。

③钎料可按工件结构需要冲剪成各种精确的形状,从而能严格控制钎料用量和抑制液态钎料的溢流。

④对钎料填充间隙的能力要求不高,通常直接把钎料夹置在被钎焊件之间,为钎焊较大面积的平面接头提供了高度的可靠性。

⑤非晶箔可喷铸成厚0.02～0.05mm,正处于镍基钎料钎焊的间隙范围,能保证钎料中的硼元素向基材扩散的程度比粉状钎料好,可减少接头中的脆性相,接头强度高,韧性好。

⑥与粘带钎料相比,不受贮存期和贮存条件的限制。

6.6　真空钎焊工艺

真空钎焊工艺包括实施钎焊生产过程中的一整套工艺程序及其技术规定,例如:钎焊前零件的表面制备;零件的装配和固定;钎料形状、数量的确定和放置;钎焊工艺参数的选定;钎焊后的处理工序等。只有合理正确地处理好这每一环节,才可能获得优

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