本發(fā)明屬于鐵件表面處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅的工藝。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)中為了得到基材較好的物理性質(zhì)、較優(yōu)的耐腐蝕性等，經(jīng)常會(huì)在一種基材上覆蓋上另一種材質(zhì)的金屬鍍層，從而改變基材表面性質(zhì)或者尺寸，例如賦予金屬光澤美觀、物品的防銹、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性、強(qiáng)度、耐熱性、耐候性、熱處理之防止?jié)B碳、氮化、尺寸錯(cuò)誤等?，F(xiàn)有的鐵件表面覆蓋銅材的方法主要有：(一)鐵件鑲嵌焊接銅件；(二)鐵件表面鍍銅。

鐵件鑲嵌焊接銅件技術(shù)，主要是通過(guò)火焰焊接實(shí)現(xiàn)的，即平常說(shuō)的氣焊；銅鐵氣焊時(shí)第一要素是選用適合的焊料；第二要素就是助焊劑的應(yīng)用；第三要素就是銅鐵之間的配合間隙。根據(jù)焊接不同的材料、不同的管徑，要對(duì)所需的焊槍大小和火焰溫度的高低作相應(yīng)的調(diào)整；根據(jù)焊接母材和焊料的不同，選用不同的配合間隙對(duì)釬焊接頭的嚴(yán)密性及強(qiáng)度影響很大。具體操作步驟如下：(1)在預(yù)焊接的銅件2上設(shè)計(jì)出第一接合部；(2)在預(yù)焊接的鐵件1上設(shè)計(jì)出匹配結(jié)合銅件上第一接合部的第二接合部；(3)在第一接合部和第二接合部之間接合位處放入焊料3；(4)加入助焊劑進(jìn)行釬焊。焊接結(jié)構(gòu)如圖1所示，現(xiàn)有常用的火焰釬焊技術(shù)缺點(diǎn)如下：

(1)由于銅管的線膨脹系數(shù)和收縮率比鋼板大，再加上銅的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，焊接熱影響區(qū)寬，因此在焊縫處存在很大的內(nèi)應(yīng)力，而火焰釬焊又容易造成加熱不均勻，所以容易產(chǎn)生裂紋；

(2)在釬焊焊縫中由于釬料過(guò)熱，間隙不均也容易使焊料或者母材中析出氣體，造成氣孔；

(3)銅件和鐵件都要進(jìn)行復(fù)雜的加工才能配合在一起；

(4)成本高，需要消耗較多的銅材，經(jīng)濟(jì)效益差。

另一種比較常用的方法是鐵件表面鍍銅，而最常見(jiàn)的就是電鍍。分為堿性鍍銅和酸性鍍銅兩種方法。(1)通常為了獲得較薄的細(xì)致光滑的銅鍍層，將表面除去油銹的鋼鐵等制件作陰極，純銅板作陽(yáng)極，掛于含有氰化亞銅、氰化鈉和碳酸鈉等成分的堿性電鍍液中，進(jìn)行堿性(氰化物)鍍銅。(2)為了獲得較厚的銅鍍層，必須先將鍍件進(jìn)行堿性鍍銅，再置于含有硫酸銅、硫酸鎳和硫酸等成分的電解液中，進(jìn)行酸性鍍銅。(3)此外，還有焦磷酸鹽、酒石酸鹽、乙二胺等配制的無(wú)氰電解液。目前采用的電鍍很多都是氰化物電鍍，氰化物有劇毒，對(duì)人體和環(huán)境都是一大危害，電鍍產(chǎn)生的廢水廢氣的都是嚴(yán)重污染環(huán)境的；電鍍可能由于基材處理不當(dāng)，會(huì)加快腐蝕，這就會(huì)和保護(hù)金屬的抗腐蝕產(chǎn)生反作用；增加硬度方面，如果電鍍處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生氫脆，反而是硬度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)兩種方法中的缺陷，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅的工藝，該工藝既解決了現(xiàn)有技術(shù)的成本高、加工復(fù)雜和產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷，又可以解決對(duì)環(huán)境和人體的重污染問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅的工藝，該工藝包括以下步驟：

(1)將基材鐵件進(jìn)行除油除銹處理；

(2)在鐵件口部卡入比鐵件熔點(diǎn)低的焊料，焊料環(huán)的材質(zhì)為紫銅或紫銅合金；

(3)將上步卡入焊料環(huán)的鐵件在加熱爐內(nèi)加熱，加熱至1080-1100℃之間，焊料環(huán)融化成液態(tài)并在鐵件表面毛細(xì)填充覆蓋；保溫后，冷卻出爐。

本發(fā)明工藝?yán)描F的熔點(diǎn)比紫銅或紫銅合金的熔點(diǎn)大，加熱至焊料環(huán)的熔點(diǎn)1080-1100℃時(shí)，銅材質(zhì)的焊料環(huán)融化，在鐵件表面進(jìn)行毛細(xì)填充，形成一層保護(hù)層，從而實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅。

進(jìn)一步的，步驟(1)中，鐵件依次放入第一除油槽、第二除油槽、第一漂洗槽、除銹槽、第二漂洗槽、第一防銹槽、第二防銹槽進(jìn)行除油除銹處理，最后經(jīng)烘干爐烘干。

進(jìn)一步的，步驟(2)中，焊料環(huán)的外徑與鐵件的口部?jī)?nèi)徑大小一致或焊料環(huán)的內(nèi)徑與鐵件的口部外徑大小一致。焊環(huán)料一般為圓柱環(huán)狀，直徑為0.2-0.8mm，焊料環(huán)的直徑視鐵件口部直徑大小而定，以能夠卡緊在口部不脫落為佳。

進(jìn)一步的，步驟(2)中，紫銅合金為紫銅與錫、鋅、鉛、鎳中的至少一種的合金。

進(jìn)一步的，步驟(3)中，加熱爐為真空爐、隧道爐或釬焊爐或其他防氧化的電加熱設(shè)備。

進(jìn)一步的，步驟(3)中，加熱爐內(nèi)充入氮?dú)饣驓鍤?。在爐中的加熱、保溫等過(guò)程必須充入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，避免部件被空氣氧化。

進(jìn)一步的，步驟(3)中，覆蓋的厚度為0.02-0.30mm，具體厚度視實(shí)際需要而定。

進(jìn)一步的，保溫的溫度為900-1080℃，時(shí)間為5-20min。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明工藝解決了現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅的工藝所產(chǎn)生的裂紋、氣孔等技術(shù)上的難題；且簡(jiǎn)化了工序，無(wú)需對(duì)銅件和鐵件進(jìn)行接合部的另外加工；節(jié)省了銅材，降低了生產(chǎn)成本；操作簡(jiǎn)單、加快了生產(chǎn)節(jié)拍，提高了生產(chǎn)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)鐵件鑲嵌焊接銅件工藝中焊接結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明工藝中鐵件和焊料環(huán)的一種接合結(jié)構(gòu)圖；

圖3為與圖2對(duì)應(yīng)的焊料環(huán)融化后的狀態(tài)圖；

圖4為本發(fā)明工藝中鐵件和焊料環(huán)的另一種接合結(jié)構(gòu)圖；

圖5為與圖4對(duì)應(yīng)的焊料環(huán)融化后的狀態(tài)圖；

1、鐵件；2、銅件；3、焊料；4、焊料環(huán)；5、融化層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的工藝進(jìn)行詳細(xì)的解釋和說(shuō)明。

實(shí)施例：本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)鐵件表面覆蓋銅的工藝包括以下步驟：

(1)將基材鐵件1進(jìn)行除油除銹處理；鐵件1依次放入第一除油槽、第二除油槽、第一漂洗槽、除銹槽、第二漂洗槽、第一防銹槽、第二防銹槽進(jìn)行除油除銹處理，最后經(jīng)烘干爐烘干；各槽設(shè)置的參數(shù)如表1所示：

表1各槽參數(shù)表

(2)在鐵件1口徑上卡入比鐵件熔點(diǎn)低的焊料環(huán)4，焊料環(huán)4的材質(zhì)為紫銅或紫銅合金；紫銅合金為紫銅與錫、鋅、鉛、鎳中的至少一種的合金。紫銅或紫銅合金材質(zhì)的焊料環(huán)4的熔點(diǎn)在1080-1100℃，鐵件1的熔點(diǎn)在1534℃。焊料環(huán)4的外徑與鐵件1的口部?jī)?nèi)徑大小一致(如圖2所示)，或焊料環(huán)4的內(nèi)徑與鐵件1的口部外徑大小一致(如圖4所示)；或焊料環(huán)4的外徑稍大于鐵件1的口部?jī)?nèi)徑，鐵件1的口部外徑大小稍大于焊料環(huán)4的內(nèi)徑；焊料環(huán)4的直徑視鐵件1的口部直徑大小而定，一般以能夠卡緊在口部不脫落為佳。焊料環(huán)一般為圓柱體，也可視情況設(shè)計(jì)為其他形狀，并彎曲加工為圓環(huán)狀。

(3)將上步卡入焊料環(huán)4的鐵件1在加熱爐內(nèi)加熱，例如真空爐、隧道爐、釬焊爐或其他防氧化的電加熱設(shè)備；加熱至焊料環(huán)的熔點(diǎn)1080-1100℃，焊料環(huán)融化成液態(tài)并在鐵件表面毛細(xì)填充覆蓋；保溫后，冷卻出爐。

焊料環(huán)4的熔點(diǎn)在1080-1100℃，加熱至1080-1100℃時(shí)，焊料環(huán)4融化成液態(tài)并在鐵件1表面形成融化層5(如圖3、5所示)。在900-1080℃溫度下，保溫5-20min，保溫的溫度為略低于焊料環(huán)熔點(diǎn)；整個(gè)在爐內(nèi)的過(guò)程必須充入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，可選擇氮?dú)狻鍤?，以避免部件被空氣氧化?/p>

所有物品表面都不是絕對(duì)光滑的，必然存在凹凸不平，粒子與粒子之間有吸附勢(shì)能，對(duì)低相對(duì)壓力下的吸附質(zhì)分子就具有相當(dāng)強(qiáng)的捕捉能力。這種由于微孔內(nèi)相對(duì)孔壁吸附勢(shì)的重疊，而引起的很低相對(duì)壓力下的促進(jìn)吸附機(jī)制稱為毛細(xì)填充。毛細(xì)填充是取決于吸附分子與表面之間增強(qiáng)的勢(shì)能作用的微觀現(xiàn)象，發(fā)生在微孔內(nèi)，相對(duì)壓力很低的情況下。

在一定的加熱溫度和時(shí)間的前提下，焊料環(huán)4融化并在鐵件1表面進(jìn)行毛細(xì)填充，形成一層保護(hù)層，多余的銅材會(huì)在自身重力作用下繼續(xù)往下流，后續(xù)加工時(shí)再把多余的銅材移除，或增加。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡(jiǎn)單改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。