本文涉及一种马氏体不锈钢与铜合金之间的扩散焊接装配工艺，尤其涉及一种马氏体不锈钢部件与含有铜的部件的装配工艺。

扩散焊接是一种用于组装固相组件的技术，即通过同时施加高温和高压而不熔化。

例如，该技术可用于生产设计为在高温下运行的双金属部件。马氏体不锈钢部件或部件在部件的机械强度和/或耐磨性和耐腐蚀性中起作用，而铜或铜合金部件或部件充当热阱，使所述部件能够冷却。因此，必须组装上述两个组件，以确保从一个组件到另一个组件的[敏感词]热传递以及组件的出色热机械阻力。

这种双金属部件可用于例如在玻璃工业中形成模具，在冶金中用于形成连续金属带状铸造辊，用于生产非循环或单极液冷发生器，用于生产X射线管等。

根据本文，马氏体不锈钢部件优先包括镍浓度小于或等于4重量%，和/或有利地包括铬浓度大于或等于10重量%。例如，可包含0.1-1重量%的C、至多约约4%重量%的Ni、高达10-18重量%的Cr、至多2%重量的Mo或W、至多0.5%的V重量、高达1.5%的Mn、至多1.5重量%的Si， P的重量高达0.1%，S重量的0.2%，其余的由铁和杂质组成。

可用作该组件的马氏体不锈钢的一个例子是Z20 CN17-02钢，其包括C重量的0.2%，Ni重量的1.25至2.5%，Cr重量的15至17%，Mn重量的1%，Si的1%，P的0.04重量%，S重量的0.03%， 其余由铁和杂质组成。

根据本文，包含铜的组分可以例如由铜合金组成，其基体不是合金化的，即仅包含铜和杂质，根据标准NF A 51050不低于99.8重量%的铜，或通过氧化物分散增强的铜合金，其基体优先不合金化。

根据本文，可以根据本文的方法组装的部件可以是任何尺寸或形状。例如，它们的体积可能大于 1 dm<3 >，厚度可达几厘米。这样，它们可以很容易地在其要组装的表面上具有大于或等于 1 毫米的厚度。

本文的工艺中，表面脱脂和剥离步骤可以包括针对金属表面的常规脱脂和剥离处理。此步骤的目的是获得干净的表面，没有油脂和氧化。润滑脂可以从所述表面上除去，例如，使用溶剂或常规的金属脱脂洗涤剂。汽提可以包括化学或机械汽提，例如可以通过酸或碱溶液，或通过研磨或抛光进行。根据本发明，剥离技术可以包括化学剥离，然后用水冲洗，在此期间使用具有氧化铝纤维基材的研磨垫擦洗材料表面。所述处理可以重复几次，并有可能用软化水进行最后一次冲洗。

此列表并非详尽无遗，可以选择任何能够消除待组装组件表面上污染和氧化痕迹的技术。

对于待组装的马氏体不锈钢部件的表面，脱脂溶剂可以是有机溶剂，例如酮、醚、醇、烷烃或氯化烯烃如三氯乙烯，或所述物质的混合物等。优选的溶剂是乙醇、乙醚和丙酮的等分混合物。另一种优选溶剂是三氯乙烯。化学汽提可以用酸溶液进行，例如10%氢氟酸浴或包含1-5%氢氟酸与30-40%硝酸的混合物。在15至30°C的温度下，例如20°C的温度下，剥离时间可以是例如10秒至5分钟，例如20至30秒。例如，可以在一个或多个连续的软化水浴中冲洗剥离的表面。

对于包含铜的组分的表面，润滑脂可以通过诸如上述那些的有机溶剂除去，例如使用丙酮或三元丙酮-乙醇-醚混合物，优先按[1/3]、[1/3]和[1/3]的比例除去。所述表面的脱脂之后可以例如进行一分钟的超声处理。然后可以在超声波下用乙醇对表面进行脱脂，然后使用热空气等方式干燥。然后可以使用例如浓度为0.23至0.30摩尔/升的重铬酸钾浴、例如浓度为0.1至0.13摩尔/升的硫酸和软化水（例如约1分30秒）剥离所述表面。然后可以用乙醇冲洗表面，例如在超声波下，然后在软化水中冲洗并干燥，例如使用热空气，下一步是包括将脱脂和剥离的部件表面直接接触的步骤。这种接触包括根据所需的堆栈将要组装的组件的表面相互放置或定位。优选地，所述接触在包括对要组装的表面进行脱脂和剥离的步骤之后不到一小时内进行，以限制氧化风险，除非已采取特殊预防措施来储存脱脂和剥离的组件，所述预防措施可能包括通过将组件放在密封袋中将组件保持在清洁和非氧化性气氛中，例如氮气。所述接触被称为“直接”的，因为它是在根据本发明进行的，而不在待组装的表面上放置诸如现有技术中描述的那些合金的中间层，待组装部件表面接触之后的步骤是包括将表面直接接触的扩散焊接组件组成的步骤。扩散焊接可以例如通过热等静压或热单轴压制进行，例如使用本领域技术人员已知的常规技术。，当通过热等静压进行扩散焊接时，接触的材料可以被引入到用于将要组装的部件与大气隔离的套管中，并抽空套管以用于扩散焊接所述套管中的部件的组件。当然，接触步骤也可以直接在外壳中进行，外壳可以由任何紧密的材料组成，足以承受所述外壳中的至少部分真空，并且能够承受组装部件所需的高温和高压。例如，外壳可以是金属外壳，例如由不锈钢、软钢或钛及其合金制成。例如，它可以由厚度例如约为1至20毫米，例如约1至10毫米的薄片形成。首先，外壳可以模制要组装的部件的外部。在根据本发明的一个实施例中，马氏体不锈钢部件可以通过充当套管上的盖子来关闭所述套管，因此可以将钢部件焊接到套管上。根据本发明，所述套管可以通过切割、弯曲、如果需要的话、焊接金属板或使用本领域技术人员已知的任何方法来生产。然后将外壳脱气，以便在其内部产生真空。脱气可以通过真空泵或加热要组装的部件和外壳来进行。

脱气的一个例子可能包括在环境温度下抽空外壳，直到获得小于或等于10 pa的残余真空，然后在中等温度下加热组件，例如低于300°C.几个小时，例如5小时，同时继续抽真空。

在进行扩散焊接操作（例如使用氦气测试）之前，检查外壳是否紧密可能是有用的。

一旦执行了脱气步骤，通过密封用于排空的开口（例如，使用TIG焊进行密封）使套管完全密封。

然后可以通过扩散焊接组装放置在脱气外壳中接触的组件。该组装可以在热等静压室中进行，当使用热等静压进行扩散焊接时，扩散焊接组件步骤可包括至少一个直接接触的部件表面的加热和加压循环，包括：

温度和压力的增加，以达到在允许将马氏体不锈钢置于溶液中的温度范围内选择的温度，以及大约5 * 10<7 >至2 * 10<8 >Pa的压力，将所选温度和压力稳定足够的时间，以将相应组分的马氏体不锈钢置于溶液中，以及温度和压力降低，对于诸如上述的那些马氏体不锈钢，能够将马氏体不锈钢置于溶液中的温度范围可以是大约800至1080°C。例如，所选温度可以是大约975[°C]。此周期的每个步骤的持续时间可能从几分钟到几个小时不等。温度可以升高30至180分钟，例如大约1小时。压力可优先为8*10<7>至1.5*10<8>Pa。

所选的温度和压力可以保持稳定30至120分钟，例如约一小时。

可以降低温度，以便使不锈钢部件的马氏体转化，其中包括对钢进行淬火硬化。所述温度的降低可以例如对于上述30至150[度]C./分钟，在大约975[度]C.和730[°C.]之间，例如110[度]C./分钟，15至75°C./分钟，大约在730[度]之间。 C.和500[度]C.，例如40[度]C./分钟， 在500°C以下更慢。

也可以降低温度，以免获得马氏体钢结构。所述温度降低之后将进行淬火硬化处理，以实现钢的马氏体转化。，所放置部件的扩散焊接组件也可以通过热单轴压制进行。要组装的部件可以布置在配备加热系统和真空室的压力机中。然后可以在所述腔室中设置大约10<-1>至10<-3>Pa的真空，待组装组件的表面在压力机中直接接触。热的单轴压制可以通过施加约1至100MPa的压力进行，例如约5至30MPa的压力。可以包括至少一个加热循环，依次包括：

温度升高，以达到在温度范围内选择的温度，使马氏体不锈钢能够置于溶液中，

将温度稳定足够的时间，将马氏体不锈钢置于溶液中，以及温度降低。

所述循环的温度和时间可以例如与上述钢的热等静压所描述的温度和时间相同，的装配过程还可以包括对组装的马氏体不锈钢部件进行退火处理。所述处理旨在软化钢。它可以在炉子中进行，例如在500至800°C的温度下根据所需的机械性能进行，例如在大约700°C的温度下进行。出乎意料的是，发明人观察到，当铜和马氏体不锈钢之间的扩散焊接组件在没有中间材料的情况下生产时，以这种方式生产的组件具有优异的抗热震性。所述抗热震性是通过根据本发明的工艺组装的部件之间的界面没有退化来证明的，经过一系列几十次空气加热操作后，在马氏体不锈钢部件的侧面，使用氧乙炔焊枪达到[敏感词]温度约900[°C.]， 每次都经过水中淬火硬化。

组件具有足够的抵抗力，使得淬火硬化和退火处理，特别是用于钢的马氏体转化以及与铜和钢之间的组件相关的应力的消散，不会损坏所形成的组件。

此外，工艺形成的组件能够从一个组件到另一个组件的出色热传递。

此外，在铜和马氏体不锈钢之间不使用诸如现有技术中描述的那些中间材料，通过避免添加所述材料以及将所述材料涂覆和[敏感词]两个组件之间的操作，显著降低了组件的生产成本。工艺还可以组装任何尺寸或形状的部件，例如体积可能大于1dm<3>铜和/或钢厚度可达几厘米。它还可以消除现有技术的技术困难，例如与处理大型或重型零件相关的困难，与在具有复杂形状的零件上获得规则厚度的中间材料相关的困难，与涂层的脆弱性相关的困难，例如撕裂片状涂层， 使其定位精细，与涂层对划痕的敏感性有关的困难等。

另一个优点是可以在装配过程中加入至少一部分热处理，以恢复马氏体钢的性能，所述部分至少包括将钢置于溶液中并使其淬火硬化。这导致额外成本的降低，因为热等静压室外组装零件的后处理可能仅限于旨在软化钢的退火。

例如，可应用于在高温下操作的金属零件的生产，其中马氏体不锈钢部分在磨损，腐蚀或机械阻力方面发挥作用，而铜部分充当热阱，从而使零件冷却。

此外，还涉及一种生产包含马氏体不锈钢部件的双金属部件的方法，该工艺包括用含有铜的部件组装。

所述工艺可用于例如生产双金属零件，例如用于玻璃工业的模具、连续金属带流铸辊、非循环或单极液冷发生器、X射线管等，特别是具有与本发明相关的上述所有优点。还涉及一种生产双金属部件的方法，该部件包括马氏体不锈钢部件与包括铜的部件组装在一起，所述工艺包括以下顺序：

包括对要组装的马氏体不锈钢部件的表面进行脱脂和剥离的步骤，

该步骤包括在马氏体不锈钢部件的脱脂和剥离表面上沉积由铜直接接触的合金粉末，

包括压实沉积在所述脱脂和剥离表面上的铜粉末以形成包含铜的组件的步骤，其表面与脱脂和剥离表面直接接触，并且

该步骤包括对直接接触的部件表面进行扩散焊接组件。

包括对马氏体不锈钢部件表面进行脱脂和剥离的步骤可以例如与上述步骤相同。

扩散焊接装配步骤可包括通过热等静压或如上所述的单轴压制进行扩散焊接。如果需要，所述步骤可以遵循由对组装的马氏体不锈钢进行退火处理的步骤。

根据该工艺，扩散焊接组件可以有利地通过使用粉末而通过热等静压来执行，并且并且，例如，在复杂形状的马氏体不锈钢部件的情况下。在这种情况下，包括沉积包含与马氏体不锈钢部件直接接触的铜的合金粉末的步骤可以例如在诸如上述的外壳中进行。

所述步骤例如可以包括在外壳中放置一个或多个马氏体不锈钢部件，并在所述套管中填充含有铜的合金粉末，使得钢部件完全被所述粉末包围，根据要生产的双金属部件，在其一个或所有表面上直接接触。

在压实步骤之前，套管进行脱气，如上所述，并且所述脱气可持续数小时至数天，例如两天。

根据该方法，铜合金粉末可以是由诸如上述的那些铜合金的颗粒组成的粉末，所述颗粒可能具有例如1μm至1mm的直径，这取决于期望的结果。

因此，该工艺使得能够压实铜粉并同时用马氏体不锈钢对所述粉末进行扩散焊接，而当像现有技术一样应用中间材料时，这是困难的。

该工艺还具有使得能够获得双金属零件的优点，该零件包括通常通过粉末冶金获得的铜合金制成的零件。在装配过程中粉末的致密化避免了使用先前致密化的铜部件，从而节省了部件致密化和加工成本。