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      電鍍產品的真空釬焊
      發布時間:2022-11-16

      根據本文,制造電鍍產品1的方法包括鋼2中的支撐部件和防腐金屬涂層3,其特征在于它包括至少一個受控氣氛釬焊操作,使用至少一種釬焊材料4,以這樣的方式在支撐2的至少一個定義部分和涂層3的至少一個定義部分之間建立機械聯系。所述定義的零件稱為粘接面。支撐和涂層之間的聯系可以通過幾個粘合表面建立。在釬焊操作之前,對粘接表面或表面進行有利的預處理,特別是這樣,以消除表面氧化物。例如,可以進行選自化學、電化學、物理化學和機械處理(如化學酸洗、電化學酸洗、機加工或砂光)的至少一種處理。這些治療可以組合使用。為了增強粘接的強度,本發明的方法還可以包括沉積至少一層能夠改善釬焊材料的接結。沉積可以通過化學手段、電解手段或氣相(化學氣相沉積或物理氣相沉積)進行。所述層通常是金屬的,例如鈦或銅。沉積可以在支撐部分2、金屬涂層3或兩者上進行。沉積在釬焊操作之前進行。
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      釬焊操作通常包括將所述定義的部件組合在一起,以獲得優先選擇的間距D,以避免在釬焊操作期間在粘接表面之間形成氣泡或粘合缺陷。間距 D 通常小于 0.1 mm。間距D的適當值可以通過在支撐和涂層上施加電鍍壓力來獲得。受控氣氛可以是真空(至少部分)或惰性氣體(例如稀有氣體(通常是氬氣或氦氣)或氮氣或其混合物)。

      在受控氣氛下的釬焊優選為真空釬焊。優選真空度相當高,也就是說,腔室中的殘余壓力小于10<-4>毫巴,并且通常由10<-4>和10<-5>毫巴組成。該實施例可以避免組件元件的污染和/或受控氣氛的氣體可能造成的污染(例如,在釬焊溫度下可能削弱金屬涂層(通常通過工業惰性氣體中可能含有的氧氣的作用))。

      在本文的優選實施例中,所述氣調釬焊操作包括:

      在鋼支撐部分2和防腐涂層3之間[敏感詞]至少一種釬焊材料4,以形成初始組件5;

      可能,在所述初始組件5上施加電鍍壓力;

      將初始組件引入到可控氣氛室中,例如真空室,10設置有加熱裝置11等電阻;

       控制腔室10中的氣氛(并因此接近所述組件),例如在所述腔室中形成真空或用惰性氣體替換所述腔室中的氣氛;

      將所述組件5加熱至至少等于所述釬焊材料4的釬焊溫度。

      釬焊溫度通常等于釬焊材料的熔融溫度,使得材料熔化并與與其接觸的元件(鋼支撐部分和/或防腐涂層)產生緊密結合。

      釬焊材料優選在支撐部分和防腐涂層之間均勻分布,以獲得均勻的粘合層并增加這兩個元件之間的接觸面。

      將釬焊材料4置于支撐部分2和防腐涂層3之間可以分兩個階段進行。具體地,所述[敏感詞]可以包括:

       將釬焊材料4沉積在支撐部分2上,在所謂的“粘接”表面的位置;

       將防腐涂層3定位在支撐部件2上,以這樣的方式形成所述初始組件5。

      在某些情況下,首先將釬焊材料4沉積在防腐涂層3上,與所謂的“粘合”表面齊平,然后將支撐部分2定位在防腐涂層上,以形成所述初始組件5的方式,可能是有利的。

      有利地,可以在所述再加熱之前和/或期間對所述組件施加機械電鍍壓力。施加該電鍍壓力,使支撐部分和防腐涂層相互擰緊,以壓縮釬焊材料。

      優選地,所述防腐金屬涂層3為鈦、鈦、鉭、鉭、鋯的合金或鋯的合金。

      釬焊材料4可以是易熔合金(通常是共晶合金)或易熔金屬。所述材料4可以含有助焊劑。有利的是,釬焊材料可以在與其接觸的元件中擴散,這使得可以確保所述元件之間非常牢固的結合。釬焊材料通常為粉末、片材或網狀。申請人在其試驗中指出,網格具有有效補償粘合表面之間間距D的任何可能變化的優點。

      當涂層3為鉭或鉭合金時,釬焊材料4通常由鎳、鉻、硅或硼或其混合物或合金組成,例如含有鎳和硼的BNi型合金(根據ASTM分類),例如Ni-14Cr-3B--4.5Si-4Fe、Ni-7Cr3B-4.5Si-3Fe或Ni-2B-3.5Si-1.5Fe。在這些情況下,釬焊溫度通常位于1000°C和1050°C之間。釬焊材料4還可以是含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫的銀基材料(例如合金或混合物)。

      當涂層3是鈦或鈦的合金時,釬焊材料4通常是含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫的銀基材料(如合金或混合物),或具有鈦基的合金,如TiNi、TiZrBe、48Ti-48Zr-4Be或43Ti-43Zr-12Ni-2Be。

      當涂層3為鋯或鋯的合金時,釬焊材料4通常是以鋯、銅或鎳為基底的合金,如Zr-5Be、Cu-20Pd-3In、Ni-20Pd-10Si、Ni-30Ge-13Cr或Ni-6P。釬焊材料4還可以是含有鋰、銅、鋁、鋅和/或錫的銀基材料(例如合金或混合物)。

      鋼支撐件和防腐涂層可以采用板的形式。這些可以事先切割的元件通常是扁平的,但它們也可以是圓形、半圓柱形或其他形狀。元件也可以在通過釬焊粘合之前成型。也可以使用適當形狀的防腐金屬涂層對化學裝置元件進行釬焊。

      使用的鋼一般是碳鋼,[敏感詞]是鉻鋼。使用熱膨脹系數接近防腐涂層的鋼是特別有利的,也就是說,有利地,所述鋼的熱膨脹系數與防腐涂層的膨脹系數之間的差異小于20%,優選低于10%。更準確地說,所述鋼的熱膨脹系數等于所述涂層的熱膨脹系數±20%,優選±10%。

      例子

      試驗 1

      制造裝配零件的試驗是通過使用碳鋼板和鉭防腐涂層進行真空釬焊進行的。釬焊材料是ASTM分類的BNi合金,具有鎳基,含有硼,鉻和硅。

      在這些試驗中觀察到的抗剝離性值介于通過爆炸覆層生產的裝配零件上獲得的值與在滾花生產的裝配零件上獲得的值之間。

      申請人指出,鉭料在鉭元件中的擴散深度約為10至20μm,因此鉭涂層的耐腐蝕性不受這種擴散的影響。

      試驗 2

      還通過使用碳鋼板和鉭或鈦防腐涂層進行真空釬焊來制造裝配零件。釬焊材料具有銀和銅底座。

      彎曲和沖孔測試(曲率半徑在30毫米和100毫米之間變化)顯示釬焊粘結沒有斷裂或退相干,其相對硬度較低(110 Hv)。此外,鈦板(尺寸為1 m*1 m)的壓延以等于150 mm的曲率半徑完成,而不會降低粘合質量(即使在微觀尺度上)。

      進一步注意的是,釬焊材料4在防腐涂層3中的擴散深度低于60μm,因此耐腐蝕性不受這種擴散的影響。

      優點:通過本發明方法獲得的電鍍產品具有高橫向導熱性的優點,這要歸功于支撐部分和防腐涂層在粘合表面的大部分上緊密結合,而情況并非如此,例如,通過滾花獲得的粘合僅產生粘合帶。橫向導熱性在包括熱傳遞裝置的化學裝置中特別有利,例如用于冷卻或加熱的交換器

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