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真空扩散焊工艺与性能简介

发布人:管理员 发布时间:2022-06-16

真空扩散焊虽然这一工艺是在 1970 年代作为现代焊接技术发展起来的,但真空扩散焊的原理可以追溯到几个世纪以前,金匠在铜上接合黄金以制造一种称为填充金的产品。首先,制作一层薄薄的金箔并将其放置在铜上,然后将重物放在箔的顶部。最后,将组件放入炉中并放置直到获得牢固的粘合;因此,该工艺也称为热压焊接 (HPW)。只是众多固态连接工艺中的一种,其中无需液体界面(钎焊)或通过熔化和再凝固(焊接)产生铸造产品即可完成连接。这会在以下条件下在两种材料之间产生固态聚结: 1. 在低于熔点 TM 的温度下发生接合 2. 接触表面的聚结是在低于会导致零件宏观变形的负载下产生的。 3. 可以使用粘合助剂,例如界面箔或涂层,以促进粘合。因此,扩散结合有助于材料的连接,以生产在微观结构中没有突然间断且变形最小的部件。
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真空扩散焊中的接合界面与母材具有基本相同的物理和机械性能。其强度取决于:(a) 压力,(b) 温度,(c) 接触时间,以及 (d) 接合面的清洁程度。真空扩散焊通常最适合接合不同的金属。它还用于活性金属(如钛、铍、锆和难熔金属合金)和复合材料,如金属基复合材料。扩散焊也是粉末冶金中烧结的重要机理。因为扩散涉及原子在接头上的迁移,所以该过程比其他焊接过程慢。 16.2 扩散结合过程 DB 过程,即在规定的时间段内对界面施加压力和温度,通常认为当空腔在接合面上完全闭合时完成。发现导致界面空隙塌陷的机制和事件顺序相对一致,下面的讨论描述了这些冶金过程。尽管对 DB 工艺的这种理论理解是普遍适用的,但应该理解,母金属强度仅适用于表面条件不具有阻碍原子键合障碍的材料,例如键合处没有表面氧化物或吸收气体界面。在实践中,中存在无氧化物条件,仅适用于有限数量的材料。因此,真实表面的特性限制并阻碍了扩散结合的程度。最值得注意的例外是钛合金,它在 DB 温度高于 850 °C (1560 °F) 时,可以很容易地溶解少量吸附气体和薄的表面氧化膜,并将它们从粘合表面扩散开,因此它们会不会阻碍在键合界面上形成所需的金属键 同样,在 200 °C (390 °F) 下连接银不需要变形来分解和分散氧化物,因为氧化银在 190 °C (375 °C F)。高于此温度,银会溶解其氧化物并清除许多表面污染物。对间隙污染物具有高溶解度的金属的其他例子包括钽、钨、铜、铁、锆和铌。因此,这类合金最容易扩散结合。第二类材料,即对间隙材料表现出非常低溶解度的金属和合金(例如铝基、铁基、镍基和钴基合金)不易扩散焊接工艺。必须特别考虑在连接之前去除原子扩散的表面屏障,并随后防止它们在连接过程中重新形成。

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