互不固溶金屬的連接工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是有關(guān)于一種互不固溶金屬的連接工藝，包括：對待連接的第一金屬和第二金屬進(jìn)行預(yù)處理；將第二金屬的粉狀物壓制成厚度為2-5毫米的坯；按照第一金屬、坯和第二金屬的順序疊放；對順序疊放的第一金屬、坯和第二金屬進(jìn)行固定并施加壓力，以使第一金屬和第二金屬與坯緊密貼合；對處于固定并加壓狀態(tài)的第一金屬、坯以及第二金屬進(jìn)行退火處理；其中，第一金屬包括：鉬或者鎢，第二金屬包括：銅或者銀，且所述退火處理的退火溫度低于第二金屬的熔點(diǎn)10-50攝氏度。本發(fā)明專利技術(shù)提供的技術(shù)方案不僅工藝簡單，而且可以使互不固溶的金屬間的結(jié)合界面均勻且連續(xù)，并使互不固溶的金屬間具有較佳的結(jié)合強(qiáng)度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種金屬間的連接技術(shù)，特別是涉及一種互不固溶金屬的連接工藝。
技術(shù)介紹
在一些
中，尤其是在核聚變等
中，往往會存在將互不固溶的兩 金屬相互連接的需求；一個具體的例子，鉬由于其具有較高的熔點(diǎn)、良好的熱導(dǎo)率、低蒸汽 壓以及低濺射等特點(diǎn)而成為優(yōu)良的等離子面對材料，而銅由于其具有良好的熱導(dǎo)率等特點(diǎn) 而成為優(yōu)良的熱沉材料，由于核聚變技術(shù)需要將等離子面對材料與熱沉材料連接起來，因 此，互不固溶金屬鉬和銅需要被連接在一起。這里的互不固溶金屬是指金屬間的固溶度較 小，甚至為零。目前，現(xiàn)有的互不固溶金屬相互連接的方法包括：將與兩種待連接材料均固溶的 金屬或合金作為中間層，利用中間層與兩種待連接材料的相互擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)兩種帶連接材料 的連接；如BYJ. E. RAMIREZ于2014年在Welding Journal (焊接雜志）上發(fā)表的關(guān)于不銹 鋼與鈦相互連接的文章，該文章描述了在不銹鋼和鈦之間沉積鎳和銅，通過使鎳和銅分別 與兩端的不銹鋼和鈦形成金屬間化合物，從而實(shí)現(xiàn)不銹鋼和鈦之間的連接。然而，在兩種互 不固溶的兩種金屬之間引入其他材料不僅會改變連接體的材料成分，而且很容易對材料在 特定應(yīng)用環(huán)境中的附加性能（如鐵磁性）產(chǎn)生不良影響。 有鑒于此，業(yè)界往往希望將兩種互不固溶的金屬直接連接起來，如在申請?zhí)枮?201310593854. 0的專利申請中，采用了離子注入以及電鍍等技術(shù)將鉬和銅直接連接起來。 然而，專利技術(shù)人在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的將互不固溶的兩種金屬直接連接 起來的方法存在工藝較繁瑣以及兩種金屬之間的結(jié)合界面不均勻不連續(xù)等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于之一，提供一種互不固溶金屬的連接工藝，所要解決的技術(shù)問 題是，在簡化工藝的同時，使互不固溶的金屬間的結(jié)合界面均勻且連續(xù)，并使互不固溶的金 屬間具有較佳的結(jié)合強(qiáng)度，非常適于實(shí)用。 本專利技術(shù)的目的以及解決其技術(shù)問題可以采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。 依據(jù)本專利技術(shù)提出的一種互不固溶金屬的連接工藝，所述方法包括：對待連接的第 一金屬和第二金屬進(jìn)行預(yù)處理；將第二金屬的粉狀物壓制成厚度為2-5毫米的坯；按照第 一金屬、坯以及第二金屬的順序疊放；對順序疊放的第一金屬、坯以及第二金屬進(jìn)行固定并 施加壓力，以使第一金屬和第二金屬與坯緊密貼合；對處于固定并加壓狀態(tài)的第一金屬、坯 以及第二金屬進(jìn)行退火處理；其中，第一金屬包括：鉬或者鎢，第二金屬包括：銅或者銀，且 所述退火處理的退火溫度低于第二金屬的熔點(diǎn)10-50攝氏度。 借由上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的互不固溶金屬的連接工藝至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益 效果：本專利技術(shù)通過在第一金屬和第二金屬之間設(shè)置由第二金屬的粉狀物壓制成而成的坯， 并對疊放的第一金屬、坯以及第二金屬進(jìn)行固定加壓以及退火處理，在退火溫度略低于第 二金屬的熔點(diǎn)時，第二金屬不會發(fā)生變形熔化現(xiàn)象，又由于第一金屬的熔點(diǎn)高于第二金屬 的熔點(diǎn)，因此，僅有由第二金屬的粉狀物形成的坯會發(fā)生變形熔化現(xiàn)象，從而產(chǎn)生瞬時液 相；由于液相的坯能夠與第一金屬連接面充分接觸，并均勻的擴(kuò)散至第一金屬的連接面中， 因此，第一金屬的連接面會形成均勻連續(xù)的合金化界面；由于坯與第二金屬為同種金屬，因 此，液相的坯和第二金屬可以通過原子擴(kuò)散而緊密的連接在一起；從而本專利技術(shù)提供的技術(shù) 方案在沒有添加第三方材料的情況下，利用壓坯、固定加壓和退火工藝將第一金屬和第二 金屬直接連接起來，不僅工藝簡單，而且可以使互不固溶的金屬間的結(jié)合界面均勻且連續(xù)， 并使互不固溶的金屬間具有較佳的結(jié)合強(qiáng)度。 綜上所述，本專利技術(shù)在技術(shù)上具有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極的技術(shù)效果，誠為 一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。 上述說明僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段， 而可以依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本專利技術(shù)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能 夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。【附圖說明】 圖1為本專利技術(shù)的互不固溶金屬的連接工藝流程圖； 圖2為本專利技術(shù)的用于拉伸試驗(yàn)的金屬棒的示意圖； 圖3為對本專利技術(shù)的金屬棒進(jìn)行加壓的示意圖； 圖4為本專利技術(shù)的金屬棒的中間層的基體形貌SEM觀察圖； 圖5為本專利技術(shù)的鉬和銅的連接界面形貌SEM觀察圖； 圖6為本專利技術(shù)的鉬和銅的連接界面擴(kuò)散深度SEM線掃分析圖； 圖7為本專利技術(shù)的鉬和銅的拉伸強(qiáng)度示意圖； 圖8為本專利技術(shù)的鉬和銅的拉伸斷口示意圖。【具體實(shí)施方式】 為更進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)為達(dá)成預(yù)定專利技術(shù)目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié) 合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本專利技術(shù)提出的互不固溶金屬的連接工藝其【具體實(shí)施方式】、結(jié) 構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。 實(shí)施例一、互不固溶金屬的連接工藝。該方法的流程如圖1所示。 圖1中，S100、對待連接的第一金屬和第二金屬進(jìn)行預(yù)處理。 具體的，本實(shí)施例中的第一金屬可以為鉬，第一金屬也可以為鎢，而第二金屬可以 為銅，第二金屬也可以為銀。也就是說，本實(shí)施例的技術(shù)方案可以將鉬和銅連接在一起，也 可以將鉬和銀連接在一起，也可以將鎢和銅連接在一起，還可以將鎢和銀連接在一起。 本實(shí)施例中的第一金屬可以呈板狀，也可以成細(xì)長形狀的棒狀（如圓棒或者方形 棒等）或者塊狀等，且第二金屬可以呈板狀，也可以呈細(xì)長形狀的棒狀（如圓棒或者方形棒 等）或者塊狀等。 需要特別說明的是，相互連接的第一金屬和第二金屬的具體形狀應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求 來設(shè)置；雖然本實(shí)施例在對相互連接在一起的第一金屬以及第二金屬進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 時，選用了圓棒形的第一金屬以及圓棒形的第二金屬，然而，這并不代表本實(shí)施例的連接工 藝僅適用于將圓棒形的第一金屬和圓棒形的第二金屬相互連接在一起。 本實(shí)施例對第一金屬進(jìn)行預(yù)處理的過程通常包括：對第一金屬的待連接面進(jìn)行打 磨，然后，對打磨后的待連接面依次進(jìn)行酒精清洗處理、去油處理、去離子水清洗處理、刻蝕 處理、去離子水清洗處理以及超聲波清洗處理。 本實(shí)施例對第一金屬進(jìn)行預(yù)處理的一個具體的例子為：使用酒精對第一金屬進(jìn)行 清洗（如用酒精擦洗第一金屬的待連接面），然后，將酒精清洗過的第一金屬放入去油液中 浸泡（如浸泡3分鐘左右，且第一金屬的待連接面應(yīng)充分浸入去油液中），以去除第一金屬 的待連接面上的油污；本實(shí)施例中的去油液的配比可以為升的去油液由37%的濃鹽酸 50毫升、98%的濃硫酸50毫升以及蒸餾水組成；之后，將第一金屬從去油液中取出并放入 去離子水中（如浸泡5分鐘左右，且第一金屬的待連接面應(yīng)充分浸入去離子水中），本實(shí)施 例可以利用去離子水對第一金屬多次清洗（如利用去離子水對第一金屬清洗三次）；然后， 將第一金屬浸泡在刻蝕液中進(jìn)行刻蝕處理（如浸泡10分鐘左右，且第一金屬的待連接面應(yīng) 充分浸入刻蝕液中），以便于在第一金屬的待連接面上形成納米級的刻蝕坑，從而增加第一 金屬的待連接面的表面積；本實(shí)施例中的刻蝕液的配比可以具體為升的刻蝕液由37% 的濃鹽酸150毫升、98%的濃硫酸150毫升、80克三氧化絡(luò)以及蒸餾水組成；之后，將第一 金屬從刻蝕液中取出并放入去離子水中（如浸泡15分鐘左右，且第一金屬的待連接面應(yīng)充 分浸入去離子水中）；然后，對第一金屬進(jìn)行超聲波清洗（如利用超聲頻率為50Hz且溫度 為30攝氏度的超聲波對第一金屬的待連接面清洗20分鐘）；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種互不固溶金屬的連接工藝，其特征在于，包括：對待連接的第一金屬和第二金屬進(jìn)行預(yù)處理；將第二金屬的粉狀物壓制成厚度為2?5毫米的坯；按照第一金屬、坯以及第二金屬的順序疊放；對順序疊放的第一金屬、坯以及第二金屬進(jìn)行固定并施加壓力，以使第一金屬的待連接面和第二金屬的待連接面均與坯緊密貼合；對處于固定并加壓狀態(tài)的第一金屬、坯以及第二金屬進(jìn)行退火處理；其中，第一金屬包括：鉬或者鎢，第二金屬包括：銅或者銀，且所述退火處理的退火溫度低于第二金屬的熔點(diǎn)10?50攝氏度。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭江，
申請(專利權(quán))人：蘭微悅美天津科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12