Brasage céramique et métal
Dans le cas du brasage céramique–métal, ce procédé permet d’assembler durablement des matériaux de nature très différente, notamment des céramiques techniques et des métaux. Le métal d’apport, dont la température de fusion est supérieure à 450 °C mais inférieure à celle des matériaux assemblés, s’infiltre par capillarité et diffusion entre les surfaces à assembler, assurant une liaison homogène, hermétique et mécaniquement résistante.
Grâce à son savoir-faire, WIPELEC maîtrise l’assemblage de nombreuses céramiques techniques (alumine (97,4 % à 99,99 %), zircone, alumine-zircone, nitrure de silicium, nitrure d’aluminium, carbure de silicium) avec différents métaux tels que le titane, les alliages ferro-nickel, l’inox, l’aluminium ou l’Inconel. Cette expertise permet de concevoir des solutions sur mesure, parfaitement adaptées aux exigences fonctionnelles de chaque application.
Pourquoi utiliser ce procédé ?
Moyens et équipements
- Four sous gaz haute température (1600°)
- Four sous vide (1300°)
- Etuve
- Détecteur de fuite
- Mégohmmètre
Matériaux proposés
- Oxyde d’aluminium (alumine, saphir, rubis)
- Oxyde de zirconium
- Nitrure d’aluminium
- Carbure de silicium
- Nitrure de silicium
- Carbure de bore
Avantages
Liaisons solides et durables
Le brasage permet d’obtenir des assemblages dont la résistance mécanique est comparable à celle des matériaux de base, avec une excellente tenue à la corrosion et au vieillissement.
Assemblage de matériaux dissemblables
Ce procédé permet de lier des matériaux aux propriétés très différentes (céramiques et métaux) sans générer de zones affectées thermiquement, contrairement à certains procédés de soudage.
Faible distorsion thermique
Les pièces de base n’étant pas fondues, les contraintes internes, les déformations et les risques de fissuration sont fortement limités.
Précision et qualité esthétique
Le brasage offre des joints propres, précis et reproductibles, nécessitant peu ou pas de reprise, ce qui est essentiel pour les applications à forte valeur ajoutée.
Quel est le processus de brasage ?
Le brasage suit un processus rigoureux afin de garantir la qualité et la fiabilité de l’assemblage :
1 - Préparation des pièces
Les surfaces à assembler sont soigneusement nettoyées afin d’éliminer toute contamination (oxydes, graisses, particules). Cette étape est essentielle pour assurer une bonne mouillabilité du métal d’apport.
2 - Sélection du métal d’apport
Le choix du métal d’apport dépend de la compatibilité avec les matériaux à assembler et des performances attendues (résistance mécanique, conductivité thermique ou électrique, tenue à la corrosion). Les alliages utilisés peuvent être à base d’argent, de cuivre, d’aluminium ou de nickel.
3 - Mise en atmosphère contrôlée
Selon les matériaux et les exigences du joint, le brasage est réalisé sous gaz neutre ou sous vide afin de limiter l’oxydation et d’optimiser la qualité métallurgique de l’assemblage.
4 - Chauffage contrôlé
Les pièces sont portées de manière homogène à la température de fusion du métal d’apport. La maîtrise du cycle thermique est essentielle pour garantir une diffusion uniforme et une liaison fiable.
5 - Formation du joint par capillarité
Le métal d’apport fond et s’écoule par capillarité entre les surfaces à assembler. Après refroidissement contrôlé, il forme un joint continu, solide et durable.
6 - Refroidissement et contrôles
Après refroidissement, des contrôles dimensionnels, électriques et d’étanchéité peuvent être réalisés afin de valider la conformité du brasage aux spécifications de l’application.
En savoir plus sur le brasage céramique et métal
Vous avez des questions sur le brasage céramique et métal ? Retrouvez ici les réponses aux questions les plus fréquentes !
À quoi sert le brasage céramique et métal ?
Le brasage céramique et métal permet d’assembler des composants soumis à des contraintes élevées, là où les solutions de collage ou de soudage classique ne sont pas adaptées. Il est utilisé pour garantir une liaison fiable, durable et parfois hermétique entre des matériaux aux propriétés très différentes.
Dans quels secteurs industriels utilise-t-on ce procédé ?
Ce procédé est utilisé dans la microélectronique, l’aéronautique, le spatial, le médical, le nucléaire, l’instrumentation scientifique et les équipements de puissance.
Pourquoi utiliser une céramique plutôt qu’un matériau métallique ?
Les céramiques offrent d’excellentes propriétés d’isolation électrique, de résistance thermique, de stabilité dimensionnelle et de tenue chimique, souvent supérieures à celles des métaux.
Le brasage céramique et métal est-il compatible avec le vide ou les hautes températures ?
Lorsqu’il est correctement conçu, un assemblage brasé céramique-métal peut fonctionner sous vide, à haute température et dans des environnements sévères sans perte de performance.
Peut-on réaliser des assemblages sur mesure ?
Chaque brasage est généralement conçu sur mesure en fonction des contraintes mécaniques, thermiques, électriques et géométriques de l’application.
Quelle est la durée de vie d’un assemblage brasé céramique-métal ?
La durée de vie est très longue et souvent équivalente à celle de l’équipement final. Les matériaux inorganiques utilisés rendent l’assemblage peu sensible au vieillissement.