高压真空钎焊炉的主要功能是创造一个可控的环境，主动去除金属表面的难熔氧化膜并防止新的氧化。通过维持高真空度，通常在 $1.3 \times 10^{-3}$ Pa 左右，炉子在高温下促进这些表面氧化物的物理化学分解。这一过程对于连接 12Kh18N10T 不锈钢和 KhN77TYuR 镍基合金等异种金属至关重要，因为它确保了钎料能够润湿接头并形成可靠的原子键合所需的化学清洁表面。
连接复杂合金不仅仅需要热量；还需要一个纯净的表面环境。真空炉有效地充当清洁剂，剥离氧化物屏障，确保完全润湿并防止导致界面结合薄弱的污染。
克服表面氧化物屏障
难熔氧化物的挑战
12Kh18N10T 和 KhN77TYuR 等合金在其表面自然形成坚韧的难熔氧化膜。
这些膜充当屏障，阻止钎焊料与基材金属直接接触。如果不去除它们，就不可能形成牢固的金属性结合。
物理化学分解
真空炉通过维持足够低的压力（高真空）来促进物理化学分解，从而解决此问题。
在高温和低压（$1.3 \times 10^{-3}$ Pa）下，氧化膜的化学稳定性受到损害。氧化物基本上分解或离解，留下清洁、活泼的金属表面。
消除助焊剂
由于真空环境在热和化学上都去除了氧化物，因此无需使用腐蚀性化学助焊剂。
这导致了一个更清洁的过程，消除了助焊剂被困在接头内部的风险，而这是传统钎焊中常见的失效点。
加热过程中确保接头完整性
防止二次氧化
在存在痕量氧气的情况下将金属加热到钎焊温度会导致快速的“二次”氧化。
真空环境将加热室中的氧气清除，保护基材和钎料免受与大气的反应。在整个加热周期中，这种保护对于保持材料的纯度至关重要。
促进润湿和铺展
一旦氧化膜分解且二次氧化被阻止，基材金属的表面能就会增加。
这使得熔融的钎料能够自由流动，完全润湿表面并在接头间隙中均匀铺展。这种深度铺展正是异种金属界面处形成所需原子键合的原因。
操作限制和注意事项
对真空度的依赖
该过程的成功完全取决于维持特定的真空度（例如，$1.3 \times 10^{-3}$ Pa）。
如果压力即使略高于此阈值，也可能不会发生氧化物的物理化学分解。这会导致润湿不良和接头薄弱，使该过程无效。
脱气效应
虽然有益，但真空也会引起脱气效应，将挥发性杂质从金属中抽出。
这通常会提高硬度和质量，但需要精确控制以确保 आवश्यक 的合金元素不会与杂质一起蒸发。
为您的项目做出正确选择
为确保不锈钢和镍基合金之间的高质量接头，请应用这些原则：
- 如果您的主要重点是结合强度：确保您的炉子能够维持特定的真空度（$1.3 \times 10^{-3}$ Pa），该真空度对于分解您合金组合特有的难熔氧化物是必需的。
- 如果您的主要重点是材料纯度：优先选择具有严格泄漏检测的系统，以防止二次氧化并消除对化学助焊剂的需求。
通过控制真空环境，您可以将炉子从简单的加热器转变为精密表面处理工具，从而保证组件的结构完整性。
总结表：
| 特征 | 在钎焊过程中的功能 | 关键优势 |
|---|---|---|
| 高真空（$1.3 \times 10^{-3}$ Pa） | 促进氧化物的物理化学分解 | 为润湿创造化学清洁的表面 |
| 惰性气氛 | 防止加热过程中的二次氧化 | 确保接头纯度和材料完整性 |
| 无助焊剂工艺 | 消除了对腐蚀性化学助焊剂的需求 | 消除了助焊剂夹带和接头失效的风险 |
| 受控加热 | 管理表面能和钎料流动 | 实现深度铺展和牢固的原子键合 |
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参考文献
- S.V. Maksymova, P.V. Kovalchuk. Brazing stainless steel with high chromium nickel alloy. DOI: 10.21203/rs.3.rs-7259392/v1
本文还参考了以下技术资料 Kintek Furnace 知识库 .
