一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺的制作方法

1.本发明涉及异种金属连接技术领域，具体涉及一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺。


背景技术：

2.在核聚变装置中，当进行高温等离子体放电时，大量的高能粒子流会轰击到托克马克装置内壁上，引发内壁材料的损伤破坏。面向等离子体部件（plasmafacing components ，pfcs)是保护装置真空室壁和其他内部部件免受高温等离子体直接辐照的第一道屏障，其性能直接关系到放电等离子体的运行质量。
3.pfcs 部件主要为w/cuzrcr部件，pfcs部件的制备方法主要有涂层技术、焊接、活性金属铸造和功能梯度材料的概念连接等。因为w和热沉材料cuzrcr之间的线膨胀系数相差近4倍，在制备和服役过程中，热应力比较大。在这种热应力的往复循环（等离子体放电的升降温）极易造成界面疲劳裂纹的产生。因此，目前国内外常用的工艺方法是在钨片上铸造一层无氧铜作为过渡金属，降低w和 cuzrcr的界面应力，然后采用ag-cu-ti或mn-ni-cu钎料真空钎焊将w/cu片与 cuzrcr进行连接。但是，目前这种工艺方法还存在着w/cu片与cuzrcr钎焊界面钎料铺展不均匀，造成钎缝未填满等线性开口缺陷，这些线性开口缺陷在界面应力的收缩下会造成界面大面积开裂，致使钎接接头失效。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，解决了现有技术中钨-铬锆铜真空钎焊件易出现的焊接缺陷问题，切实实现了钨-铬锆铜的有效连接。
5.本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，包括以下步骤：将钨-铬锆铜真空钎焊件置于热等静压机料篮中，置于热等静压机的料座上；启动热等静压机开始抽真空；启动送气系统进行洗炉、放气；启动增压器开始预增压；启动热等静压加热系统，开始加热加压；保温保压；启动快速冷却；时效处理；开始启动回收气体系统，回收气体。
6.优选地，所述启动送气系统进行洗炉、放气中气体为纯度不低于99.99%氩气。
7.优选地，所述启动增压器开始预增压中预加压参数为45mpa。
8.优选地，所述加热加压中加热升温速率为10℃/min，目标温度为900℃，目标压力
为200mpa。
9.优选地，所述保温保压中温度为900℃，压力为200mpa，保压时间为4h。
10.优选地，所述快速冷却的目标温度为480℃，冷却速率大于50℃/min。
11.优选地，所述时效处理具体为在温度为480℃下保持4h。
12.优选地，在冷却至60℃时开始启动回收气体系统，回收气体。
13.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明通过高温高压状态下的热等静压技术实施对钨-铬锆铜真空钎焊部件界面缺陷的修复，创造性的给出了特定的具体工艺参数和制备过程，特定的加工工艺及参数的设定，有效解决了钨-铬锆铜真空钎焊部件连接界面存在缺陷的问题，提高了制备得到钨-铬锆铜真空钎焊部件的稳定性和牢固性，通过热等静压修复的钨-铬锆铜真空钎焊部件成品率大大提高，界面缺陷得到修复，组织结构及力学性能皆满足使用要求。
14.关于本发明相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。
附图说明
15.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为实施例1中工艺流程图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.需要说明的是，在说明书及权利要求书当中使用了某些名称来指称特定组件。应当理解，本领域普通技术人员可能会用不同名称来指称同一个组件。本申请说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的实质性差异作为区分组件的准则。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的“包含”或“包括”为一开放式用语，其应解释为“包含但不限定于”或“包括但不限定于”。具体实施方式部分所描述的实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围。
18.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
19.实施例1请参照图1，本实施例提供一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，包括以下步骤：将钨-铬锆铜真空钎焊件置于热等静压机料篮中，置于热等静压机的料座上；启动热等静压机开始抽真空，真空度为100pa；启动送气系统进行洗炉、放气，气体纯度不低于99.99%氩气；在这里前述第一次抽真空抽的是空气和水汽，洗炉、放气的目的是最大化将炉中的空气置换出去；
启动增压器开始预增压，预增压参数为45mpa；预增压是因为气体在加热的过程中，压力会随着温度的增加，压力会升高，所以一般会预增压一些压力，等温度到了如果压力不够再补一点压；启动热等静压加热系统，开始加热加压，其中加热升温速率为10℃/min，目标温度为900℃，目标压力为200mpa，使铬锆铜达到软化温度，同时在200mpa的压力下修复钎焊界面，使得钎焊界面封闭的空洞闭合、消失，钎焊界面界面稳定可靠；保温保压，其中保温保压中温度为900℃，压力为200mpa，保压时间为4h；保温结束后，启动快速冷却，其中目标温度为480℃，冷却速率大于50℃/min；时效处理，具体为在温度为480℃下保持4h；在冷却至60℃时开始启动回收气体系统，回收气体，气体回收完成后将工件取出。
20.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
21.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：将钨-铬锆铜真空钎焊件置于热等静压机料篮中，置于热等静压机的料座上；启动热等静压机开始抽真空；启动送气系统进行洗炉、放气；启动增压器开始预增压；启动热等静压加热系统，开始加热加压；保温保压；启动快速冷却；时效处理；开始启动回收气体系统，回收气体。2.根据权利要求1所述的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述启动送气系统进行洗炉、放气中气体为纯度不低于99.99%氩气。3.根据权利要求2所述的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述启动增压器开始预增压中预增压参数为45mpa。4.据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述加热加压中加热升温速率为10℃/min，目标温度为900℃，目标压力为200mpa。5.根据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述保温保压中温度为900℃，压力为200mpa，保压时间为4h。6.根据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述快速冷却的目标温度为480℃，冷却速率大于50℃/min。7.根据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述时效处理具体为在温度为480℃下保持4h。8.根据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，在冷却至60℃时开始启动回收气体系统，回收气体。9.根据权利要求1所述的的钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，其特征在于，所述真空度为100pa。

技术总结
本发明涉及异种金属连接技术领域，公开了一种钨-铬锆铜真空钎焊件连接界面热等静压修复工艺，包括在热等静压机中依次进行抽真空、洗炉、放气、预增压、加热加压、保温保压、启动快速冷却、时效处理、启动回收气体系统，回收气体；本发明通过高温高压状态下的热等静压技术实施对钨-铬锆铜真空钎焊部件界面缺陷的修复，解决了钨-铬锆铜真空钎焊部件连接界面存在缺陷的问题。在缺陷的问题。在缺陷的问题。


技术研发人员：沈旭 李波 陶嘉 赵东东 姜北燕 周能涛
受保护的技术使用者：合肥聚能电物理高技术开发有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/1