本发明涉及复合结构钎焊，具体涉及一种ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法及钎焊件。
背景技术：
1、随着现代航空航天和轨道交通的发展，高速列车、飞机等高性能交通工具的需求日益增加，这些交通工具在高速运行过程中需要高效可靠的制动系统，以确保乘客的安全和车辆的性能。在高速制动系统中，碳陶摩擦材料件/金属背板三明治结构是至关重要的组成部分。碳陶摩擦材料件通过与制动盘或制动鼓之间的摩擦作用产生制动力，其性能直接影响制动效果和系统的安全性。金属背板则提供必要的结构支撑和热传导路径，确保碳陶摩擦材料件在高温条件下不发生变形或失效。目前所采用的碳陶摩擦材料件通常由cf/sic复合材料或c/c-sic复合材料制成，它们需要与金属背板(碳钢、灰铸铁或不锈钢)牢固结合，以确保在高温、高压和高频使用条件下不发生分离或脱落。
2、现有的制造方法以粘接剂连接为主，虽然粘接剂连接方法在某些应用中表现出色，但在高速制动系统的苛刻条件下存在诸多不足，如连接强度不够、耐高温性能差、长期服役过程中易发生老化等问题。
技术实现思路
1、为了解决上述粘接剂所制造的碳陶摩擦材料件/金属背板存在的连接强度不足、耐高温性能差及长期服役易老化的技术问题，本发明的目的在于提供一种ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法及钎焊件，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本发明一个实施例提供了一种ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，所述方法包括以下步骤：
3、获取ti-fe钎料片、碳陶摩擦材料件及金属背板，其中所述碳陶摩擦材料件包括碳纤维、碳基体与sic基体，所述金属背板包括fe元素；
4、将所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面进行预处理；
5、将所述ti-fe钎料片置于预处理后的所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面之间，以获得装配件；
6、将所述装配件放置于真空钎焊炉中，抽真空，然后启动加热程序，随后冷却至室温，从而获得钎焊件。
7、在一些可能的实施例中，所述获取ti-fe钎料片的步骤包括：
8、将高纯钛块和高纯铁块作为样品放入电弧熔炼炉的水冷坩埚中，抽真空而后通入氩气，加载电流进行电弧熔炼，每次熔炼时间为2～4min，熔炼过程中需充分翻转样品；
9、对所述样品进行6～10次熔炼，以得到ti-fe合金铸锭；
10、将所述ti-fe合金铸锭切割成ti-fe钎料片。
11、在一些可能的实施例中，所述ti-fe钎料片的厚度的取值范围为0.1mm～0.4mm。
12、在一些可能的实施例中，所述ti-fe钎料片中ti的原子百分比为62％～76％，剩余为fe。
13、在一些可能的实施例中，所述熔炼过程中设置的电流的取值范围为200a～240a。
14、在一些可能的实施例中，所述将所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面进行预处理的步骤包括：
15、依次用400#、800#和1200#的sic砂纸打磨所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面；
16、将打磨后的所述碳陶摩擦材料件和所述金属背板后置于无水乙醇中进行超声清洗10min～20min，以去除经砂纸打磨后的所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面的微小颗粒与打磨残留物。
17、在一些可能的实施例中，在所述真空钎焊炉抽真空后，炉腔内的真空度低于5.0×10-3pa。
18、在一些可能的实施例中，所述将所述装配件放置于真空钎焊炉中，抽真空，然后启动加热程序，随后冷却至室温，从而获得钎焊件的步骤包括：
19、从室温开始以10℃/min～20℃/min的升温速率升温至850℃～950℃并保温5min～15min，以使得所述真空钎焊炉内的温度均匀化；
20、以5℃/min～10℃/min的升温速率升温至1100℃～1220℃并保温5min～30min；
21、以3℃/min～7℃/min的降温速率降温至250℃～350℃，之后随所述真空钎焊炉冷却至室温。
22、在一些可能的实施例中，所述碳陶摩擦材料件由cf/sic复合材料和/或c/c-sic复合材料制成，所述金属背板的材质为碳钢、灰铸铁或不锈钢中的一种。
23、第二方面，本发明一个实施例提供了一种钎焊件，采用如上所述的方法制备。
24、本发明具有如下有益效果：
25、传统三明治结构制造过程中，碳陶摩擦材料件与金属背板的连接通常是整个结构的薄弱环节。通过使用ti-fe钎料进行碳陶摩擦材料件/金属背板三明治结构的钎焊制造，可以有效提高其在高速制动系统所处苛刻服役环境的长期服役可靠性，克服传统粘接剂连接方法所存在的诸多不足。钎焊制造时，液态钎料中的ti元素与金属背板(以fe元素为主)、碳陶摩擦材料(以碳纤维、碳基体与sic基体为主)之间发生反应所形成的界面反应层来获得三明治结构的钎焊件，由于金属背板一般由以fe元素为主的金属材料制造而成，通过向钎料中添加fe元素，可以提升液态钎料在碳陶摩擦材料件及金属背板上的润湿性，同时实现碳陶摩擦材料件/金属背板三明治结构的热物理性能(热膨胀系数、弹性模量、泊松比等)的梯度过渡，从而降低钎料与碳陶摩擦材料件、金属背板之间的热失配。所以，相对于传统粘接剂的制造方法，采用ti-fe钎料所制造的三明治结构的钎焊件的连接强度、耐高温性能及长期服役可靠性均更加优异。
1.一种ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述获取ti-fe钎料片的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述ti-fe钎料片的厚度的取值范围为0.1mm～0.4mm。
4.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述ti-fe钎料片中ti的原子百分比为62％～76％，剩余为fe。
5.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述熔炼过程中设置的电流的取值范围为200a～240a。
6.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述将所述碳陶摩擦材料件的待焊表面和所述金属背板的待焊表面进行预处理的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，在所述真空钎焊炉抽真空后，炉腔内的真空度低于5.0×10-3pa。
8.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述将所述装配件放置于真空钎焊炉中，抽真空，然后启动加热程序，随后冷却至室温，从而获得钎焊件的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的ti-fe钎料片钎焊碳陶摩擦材料件和金属背板的方法，其特征在于，所述碳陶摩擦材料件由cf/sic复合材料和/或c/c-sic复合材料制成，所述金属背板的材质为碳钢、灰铸铁或不锈钢中的一种。
10.一种钎焊件，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的方法制备。
