氧化锆 (ZrO₂) 陶瓷块在 TC4 钛合金的真空钎焊过程中充当关键的界面组件，充当工具和工件之间的非反应性桥梁。它们的主要作用是在防止夹具与钛基材粘合的同时，将机械力均匀地传递到钎缝上。
选择 ZrO₂ 是因为需要在高温下对组件施加显著压力，同时又不损害活性钛合金的化学完整性。
高温下的材料兼容性
化学惰性
TC4 等钛合金在高温下具有高度反应性。如果标准金属夹具直接接触基材，它们很可能会与钛发生反应或扩散到钛中。
防止意外粘附
ZrO₂ 具有化学惰性，不与 TC4 基材发生反应。这种特性可防止夹具粘附在工件上，确保在钎焊周期完成后可以轻松分离组件。
热稳定性
真空钎焊需要持续的高温才能使钎料正常流动。氧化锆陶瓷具有出色的热稳定性，在这些严苛的条件下不会降解，能够保持其结构完整性和形状。
力传递的力学原理
压力头的作用
在装配中，ZrO₂ 块被策略性地放置在压力头和 TC4 基材之间。它充当将机器力传递到零件的主要介质。
确保均匀压力
陶瓷块将载荷均匀地分布在接触区域上。这种均匀性对于防止可能导致组件翘曲或钎焊不均匀的局部应力点至关重要。
优化接缝接触
通过有效地传递压力，该块确保钎料与基材之间紧密、一致的接触。这种接触是毛细作用的前提，毛细作用可形成密封性好、强度高的接头。
了解操作权衡
机械脆性
虽然 ZrO₂ 在压缩时很坚固（承受载荷），但与金属夹具相比，它本质上是脆性的。在组装和拆卸过程中，必须小心处理这些块，以避免芯片或断裂。
成本和复杂性
使用专用陶瓷夹具比标准钢制工具会带来更高的材料成本。然而，通过消除因粘附或表面污染而报废的零件，通常可以抵消这一成本。
确保工艺完整性
为最大限度地提高真空钎焊工艺的有效性，请考虑以下有关夹具选择的注意事项：
- 如果您的主要关注点是结构完整性：确保 ZrO₂ 块经过平整加工，以保证整个钎缝的均匀压力分布。
- 如果您的主要关注点是表面质量：依靠 ZrO₂ 的化学惰性来保持 TC4 合金的表面光亮度，而无需进行后处理研磨。
正确使用惰性辅助夹具与选择钎料本身一样，对最终接头质量至关重要。
总结表：
| 特性 | 在 TC4 钎焊中的功能 | 对工艺的好处 |
|---|---|---|
| 化学惰性 | 防止扩散和反应 | 避免夹具与零件粘附 |
| 热稳定性 | 高温下保持形状 | 确保夹具几何形状一致 |
| 力传递 | 分布机械载荷 | 实现均匀的钎料流动 |
| 表面保护 | 非金属界面 | 保持 TC4 表面光亮度 |
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