C/C復合(he)材料(liao)與(yu)鈦及(ji)鈦合(he)金(jin)的(de)焊接好不好

      鈦(tai)合(he)金(jin)比強度(du)高(gao)、抗(kang)腐蝕性(xing)能(neng)好、綜合(he)力學(xue)性(xing)能(neng)優(you)異(yi)，是目前(qian)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)領域(yu)的(de)明(ming)星(xing)材料(liao)。將(jiang)鈦合(he)金(jin)與(yu)具(ju)有(you)優異(yi)高(gao)溫(wen)性(xing)能(neng)的(de)C/C復合(he)材料(liao)連(lian)接起(qi)來能(neng)夠獲得(de)質量輕(qing)、高溫性(xing)能(neng)好、能(neng)夠滿足壹定(ding)結構(gou)強度(du)要(yao)求(qiu)的連(lian)接件，在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)等(deng)領域(yu)有(you)著廣泛(fan)的(de)應用前(qian)景(jing)。銀(yin)基(ji)、鈦(tai)基(ji)釬料是C/C復合(he)材料(liao)與(yu)鈦合(he)金(jin)釬焊常用(yong)的(de)釬料。

      M.Singh等(deng)人采用三(san)種(zhong)釬料釬焊C/C復合(he)材料(liao)與(yu)純鈦(tai)，三種(zhong)釬料分(fen)別(bie)為(wei)Cu-ABA,TiCuNi和TiCuSi，均呈箔狀，厚度(du)約為50 μm。分(fen)析發(fa)現，在釬焊過(guo)程中溶質的(de)再分(fen)配和擴散導(dao)致的(de)冶(ye)金(jin)結(jie)合(he)保(bao)證(zheng)了釬料對(dui)基(ji)體的(de)潤濕性(xing)。C/C復合(he)材料(liao)中的C纖維(wei)束的(de)取向影響(xiang)了接頭(tou)的性(xing)能(neng)，采用Cu-ABA釬料能(neng)夠獲得(de)最佳的(de)接頭(tou)性(xing)能(neng)；C纖(xian)維(wei)束的(de)方向垂直於Ti管軸(zhou)獲(huo)得(de)的接頭(tou)承(cheng)載能(neng)力最高，C纖(xian)維(wei)束的(de)方向平(ping)行(xing)於Ti管軸(zhou)獲(huo)得(de)的接頭(tou)承(cheng)載能(neng)力最低(di)。

      郭偉等(deng)人對(dui)C/C復合(he)材料(liao)和TC4鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)釬焊進行(xing)了研(yan)究，采用的(de)釬料為(wei)AgCu釬料(72Ag-28Cu，質(zhi)量分(fen)數，%)。釬焊溫度(du)820～940 ℃，保(bao)溫3～30 min。焊接時(shi)TC4鈦(tai)合(he)金(jin)中的Ti擴散到釬料和C/C復合(he)材料(liao)中，提高了釬料對(dui)C/C復合(he)材料(liao)的(de)潤濕性(xing)並(bing)且和釬料、母(mu)材發(fa)生(sheng)化學(xue)反(fan)應(ying)。試(shi)驗證(zheng)明(ming)，可(ke)以(yi)通過(guo)AgCu釬料釬焊C/C復合(he)材料(liao)和TC4鈦(tai)合(he)金(jin)，接頭(tou)界(jie)面為TC4/Ti2Cu+Ti(s.s)/Ti2Cu/TiCu/Ag(s.s)+Ti3Cu4/TiC/C/C復合(he)材料(liao)，獲(huo)得(de)的接頭(tou)剪切強度(du)在(zai)880 ℃時(shi)可(ke)保(bao)持33 MPa達10 min。

      秦優瓊(qiong)等(deng)人采用Ti-Zr-Cu-Ni非(fei)晶(jing)態合(he)金(jin)釬料釬焊C/C復合(he)材料(liao)和TC4鈦(tai)合(he)金(jin)。在(zai)C/C復合(he)材料(liao)、TC4鈦(tai)合(he)金(jin)與(yu)箔(bo)狀(zhuang)鈦(tai)基(ji)釬料之(zhi)間(jian)分(fen)別(bie)加(jia)入壹層(ceng)Cu中間(jian)層和壹(yi)層(ceng)Mo中間(jian)層，這(zhe)樣壹(yi)方面可避(bi)免釬料與(yu)TC4鈦合(he)金(jin)母(mu)材形(xing)成(cheng)大量鈦銅、鈦(tai)鎳(nie)等(deng)脆性(xing)化合(he)物，另(ling)壹方(fang)面可緩(huan)解由(you)於母(mu)材與(yu)釬料熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數差異(yi)在(zai)接頭(tou)處產(chan)生的(de)殘余(yu)應力。結(jie)果(guo)證(zheng)明(ming),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)能(neng)用(yong)於C/C復合(he)材料(liao)和TC4鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)釬焊，且隨著釬焊溫度(du)的(de)增加和保(bao)溫時(shi)間(jian)的增(zeng)長，Cu和Mo中間(jian)層的(de)溶解加(jia)劇(ju)，形(xing)成(cheng)連(lian)續、厚度(du)較大的反(fan)應(ying)層(ceng)。

      由(you)於銀(yin)基(ji)、鈦(tai)基(ji)釬料對(dui)C/C復合(he)材料(liao)的(de)潤濕性(xing)較差，需(xu)要(yao)提(ti)高(gao)溫(wen)度(du)來(lai)改(gai)善(shan)釬料對(dui)母(mu)材的(de)潤(run)濕性(xing)，當(dang)釬焊溫度(du)超過(guo)了鈦合(he)金(jin)的(de)相變溫(wen)度(du)時(shi)，會(hui)導(dao)致整體結(jie)構(gou)的韌(ren)塑性(xing)下(xia)降(jiang)。因(yin)此(ci),焊前對(dui)C/C復合(he)材料(liao)進行(xing)表面處理(li)，在C/C復合(he)材料(liao)表面添加壹些(xie)與(yu)釬料潤(run)濕性(xing)好的(de)材料(liao)，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)釬焊溫度(du)，提(ti)高接頭(tou)的性(xing)能(neng)[18]。李(li)爭顯(xian)等(deng)人[19]在(zai)TC4鈦(tai)合(he)金(jin)表面沈積(ji)壹(yi)層鎳(nie)層(ceng)，厚度(du)為(wei)3 μm，采用真(zhen)空(kong)釬焊焊接TC4鈦(tai)合(he)金(jin)與(yu)C/C復合(he)材料(liao)，釬料采用銀(yin)基(ji)釬料和鎳(nie)基(ji)釬料，釬焊溫度(du)為(wei)800～850 ℃，保(bao)溫時(shi)間(jian)15 min，得(de)到的釬焊接頭(tou)室(shi)溫(wen)剪(jian)切強(qiang)度(du)達(da)到48 MPa。

     綜上所述(shu)，目前釬焊是C/C復合(he)材料(liao)與(yu)鈦合(he)金(jin)焊接的(de)主要(yao)手段(duan)，銀(yin)基(ji)釬料、鈦(tai)基(ji)釬料等(deng)均可用於C/C復合(he)材料(liao)與(yu)鈦合(he)金(jin)的(de)釬焊。

     鈦合(he)金(jin)與(yu)C/C復合(he)材料(liao)釬焊的優(you)勢(shi)在於Ti本(ben)身對C/C復合(he)材料(liao)的(de)潤濕性(xing)比較好，但是釬焊溫度(du)超過(guo)鈦合(he)金(jin)相變溫(wen)度(du)時(shi)會(hui)降(jiang)低(di)釬焊接頭(tou)的性(xing)能(neng)。通過(guo)在母(mu)材表面沈積(ji)鎳(nie)層(ceng)等(deng)處(chu)理(li)方式(shi)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)釬焊溫度(du)，保(bao)證(zheng)釬焊溫度(du)不超過(guo)鈦合(he)金(jin)的(de)相變溫(wen)度(du)。

      鈦(tai)合(he)金(jin)與(yu)C/C復合(he)材料(liao)的(de)釬焊主要(yao)依靠釬料與(yu)母(mu)材元(yuan)素的(de)潤濕與擴散，因此(ci)采用合(he)理(li)釬焊溫度(du)和保(bao)溫時(shi)間(jian)來保(bao)證(zheng)釬料母(mu)材的(de)充分(fen)反(fan)應(ying)，避(bi)免產(chan)生過(guo)量金(jin)屬(shu)間(jian)化合(he)物。更多(duo)碳(tan)碳復合(he)材料(liao)信(xin)息可查(zha)看(kan)http://youtv.com.cn/