钣金件的扩散连接技术：SPF/DB简介

钣金件的扩散连接是指板材在高温下受压，两层或两层以上的金属板材表面产生局部变形，接触面紧贴，从而产生原子间相互扩散而形成固态结合。

扩散连接目前主要应用于钛合金的扩散连接，尤其是Ti-6Al-4V材料。

钣金件扩散连接的典型零件如图8-45～图8-47所示。

图8-45 壁板

图8-46 梁框

图8-47 舱门

1.主要工艺因素

（1）温度 一般扩散连接温度选择范围为T_DB=（0.5～0.7）T_m

式中 T_DB——材料扩散连接温度（℃）；

T_m——材料熔点绝对温度（℃）。

（2）时间与压力 时间与压力是使连接表面产生微观塑性流变，使连接面的原子之间的距离缩短到（1～5）×10^-6cm而产生稳定原子键的工艺因素。

压力推荐范围为1～2MPa，保压时间为20～90min。

（3）连接件表面洁净 可采用如酸洗、真空烘烤、辉光放电清洗、超声波净化方法或化学溶剂等去除氧化膜、有机物和油污等污染层。(www.xing528.com)

2.扩散连接方法

（1）同类材料无中间层的扩散连接这种方法一般所需压力较大，表面质量要求较高。同类材料扩散连接工艺条件见表8-20。

表8-20 同类材料扩散连接工艺条件

（2）加中间层的扩散连接 这种方法适用于表面制备质量要求不高、扩散连接的压力和温度稍有降低的零件，连接范围有所扩展，为组合工艺提供了更广泛的工艺基础。几种材料加中间层的扩散连接条件见表8-21。

表8-21 几种材料加中间层的扩散连接条件

（3）过渡液相扩散连接（简称TLP）过渡液相扩散连接具有固态扩散连接和钎焊的优点，与扩散连接相比，它不需要很高的表面制备质量和更大的压力（压力仅在0～0.07×10⁶Pa），一般零件利用本身重量即可。与钎焊不同的是，过渡液相扩散连接所用中间层生成的液体比钎焊时少，在保温扩散中等温凝固，接头无铸态组织。所用中间层的成分大都与基体相似，但含有如Be、B、Si、Mn、Ti和Nb等降低熔点的元素，其厚度为0.03～0.1mm。

过渡液相扩散连接的工艺过程如下：

1）将中间层材料夹在两连接表面之间。

2）施压0～0.07×10⁶P_a并迅速加热工件，使中间层熔化，形成一薄层液相。

3）中间层材料完全熔化充满整个间隙后，在温度保持恒定的条件下，通过液-固相间扩散，组成新的金属合金而逐渐凝固。

4）均匀化扩散处理。

该连接工件材料的成分和组织均匀，其结合面的性能与基体性能相同。