泡沫镍对B4C陶瓷/TC4真空钎焊接头的强化机制

作者:周惠焱; 刘强; 黄斌; 戴浩; 李家豪; 陈宜; 黄永德
来源:中国有色金属学报, 2024, 34(05): 1579-1588.
DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-44543

摘要

B4C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时,由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异,容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文采用添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B4C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊,并观察了钎焊接头微观组织,计算分析了接头残余应力和弹性应变能。结果表明:真空钎焊接头的剪切强度达到88.6 MPa;泡沫镍中间层的添加一方面可有效缓解活性元素Ti对B4C陶瓷基体的过度溶解,减少TiC、TiB2等脆性化合物的形成,并促进了钎料成分的均匀分布;另一方面,软化坍塌的泡沫镍骨架结构分割了熔化的钎料,造成多个小熔合区,从而使焊缝组织受力更加均匀,同时残余应力也获得了一定程度的缓解,有利于B4C陶瓷与TC4钛合金形成良好的连接。B4C陶瓷与TC4钛合金在泡沫镍中间层的加入后应力得到缓解,也进一步验证了陶瓷/金属异种材料的连接可通过多孔材料进行应力释放。

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