專利名稱：一種含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釬焊料加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種高溫工作環(huán)境下，用于釬焊不銹鋼和高溫合金的含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金，本發(fā)明還涉及該釬料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在高溫工況條件下工作的釬焊合金，有錳基釬焊合金、鎳基釬焊合金和鈷基釬焊合金。錳基釬焊合金有較高的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度，但錳基釬焊合金的高溫抗氧化性和耐腐蝕性能較差，同時由于錳基釬焊合金的蒸氣壓高，不能用于高真空釬焊，錳基釬焊合金在可靠性要求高的高溫和腐蝕性介質(zhì)中的應(yīng)用受到一定的限制。鎳基釬焊合金和鈷基釬焊合金有良好的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度，但由于鎳和鈷的熔化溫度高，設(shè)計釬料時常加入硼和硅以降低釬料合金的熔點(diǎn)，而硼和硅與鈷、鎳等金屬元素易形成脆性化合物，使釬縫強(qiáng)度降低，同時由于硼和硅向基體金屬的擴(kuò)散，使基體金屬的性能也有所下降；因此，鎳基釬焊合金和鈷基釬焊合金的應(yīng)用也有很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種在不銹鋼、高溫合金等基體金屬母材上潤濕性好，焊縫高溫強(qiáng)度高，對基體性能影響小，能在高溫工況下穩(wěn)定使用的含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金。本發(fā)明的目的可采取下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明所述的含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金包括下述重量百分比的原料鈀 12. O 20. 0%、鈮O. 4 O. 8%、鎳3 6%、鈷2 4%、錳I 2%,余量為銀。本發(fā)明釬料的制備方法采用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)制備方法，包括采用名義合金成分配料，真空中頻感應(yīng)爐冶煉成鑄錠，鑄錠均勻化退火，熱擠壓成片狀或絲狀，軋制或拉拔加工， 中間退火，最后經(jīng)過精軋制或精拉拔得到本發(fā)明的片狀、箔狀或絲狀釬料合金。本發(fā)明釬料中各元素的作用
I) Pd (鈀)提高釬料的潤濕性，使釬料在基體上的潤濕角大幅減小；改善了釬料的流動性。2) Nb (鈮)和Mn (錳)提高了提高釬料的高溫強(qiáng)度。3) Co (鈷)降低釬料對基體的溶蝕，提高釬料的高溫性能。4) Ni (鎳)提高釬料的耐腐蝕性能,改善釬料的潤濕性。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明的釬料合金的基本金屬是銀和鈀，由于銀和鈀能完全固溶，釬料合金的韌性很好，而且釬料合金中不含硼和硅，釬料的塑性比錳基、鎳基和鈷基釬焊合金大幅提高，釬料加工性能好，可加工成片狀、箔狀和絲狀；同時釬料向基體金屬的擴(kuò)散對基體金屬的性能影響小，沒有硼元素向基體擴(kuò)散產(chǎn)生的晶間滲透，也沒有硅元素和基體金屬形成的脆性化合物。本發(fā)明的釬料合金熔化溫度1080-1160°C，釬焊溫度1180-1210°C，使用該釬料在氫氣、氬氣及真空環(huán)境下釬焊不銹鋼、鎳基、鐵基和鈷基高溫合金的接頭強(qiáng)度高，釬縫接頭室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)400-600MPa ;同時釬焊接頭有較高的高溫強(qiáng)度，600°C時釬縫接頭抗拉強(qiáng)度仍達(dá)到220-260MPa。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述
實(shí)施例I:
按原料重量百分比取鈀14. 5%、鈮O. 6 %、鎳5%、鈷3%、錳I. 2 %，余量為銀；采用真空中頻感應(yīng)爐冶煉成鑄錠，將釬料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含鈮和鈀的釬料合金”固相線溫度在1080°C左右，液相線溫度在1130°C左右(考慮了檢測儀器誤差)；
使用本例制備的釬料，采用真空釬焊方法釬焊釬焊不銹鋼和鎳基高溫合金，釬料在母材上的潤濕性好，用O. 2g釬料做鋪展實(shí)驗時，在不銹鋼和鎳基高溫合金上的鋪展面積分別是506mm2和478mm2,釬縫接頭室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)413Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下,抗拉強(qiáng)度 226 MPa。實(shí)施例2:
按原料重量百分比取鈀16 %、鈮O. 7 %、鎳5%、鈷3. 5%、錳I. 5 %，余量為銀；采用真空中頻感應(yīng)爐冶煉成鑄錠，將釬料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含鈮和鈀的釬料合金”固相線溫度在1087°C左右，液相線溫度在1142°C左右(考慮了檢測儀器誤差)；
使用本例制備的釬料，采用真空釬焊方法釬焊釬焊不銹鋼和鎳基高溫合金，釬料在母材上的潤濕性好，用O. 2g釬料做鋪展實(shí)驗時，在不銹鋼和鎳基高溫合金上的鋪展面積分別是516mm2和489mm2,釬縫接頭室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)427Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下,抗拉強(qiáng)度 235 MPa。實(shí)施例3:
按原料重量百分比取鈀17.5 %、鈮O. 8 %、鎳6%、鈷4%、錳1.8 %，余量為銀；采用真空中頻感應(yīng)爐冶煉成鑄錠，將釬料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含鈮和鈀的釬料合金”固相線溫度在1096°C左右，液相線溫度在1153°C左右(考慮了檢測儀器誤差)；
使用本例制備的釬料，采用真空釬焊方法釬焊釬焊不銹鋼和鎳基高溫合金，釬料在母材上的潤濕性好，用O. 2g釬料做鋪展實(shí)驗時，在不銹鋼和鎳基高溫合金上的鋪展面積分別是525mm2和497mm2，釬縫接頭室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)456Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下，抗拉強(qiáng)度 249 MPa。
權(quán)利要求
1.一種含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金，其特征在于所述釬料合金包括下述重量百分比的原料鈕12. O 20%、鈮O. 4 O. 8%、鎳3 6%、鈷2 4%、錳I 2%，余量為銀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鈮和鈀的高熱強(qiáng)度多元釬料合金，其特征在于所述釬料合金包括下述重量百分比的原料鈀12.0~20%、鈮0.4~0.8%、鎳3~6%、鈷2~4%、錳1~2%，余量為銀。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的釬料合金能在氫氣、氬氣及真空環(huán)境下釬焊不銹鋼和高溫合金，在母材上的潤濕性好，結(jié)合強(qiáng)度高；而且釬焊焊縫的熱強(qiáng)度高，能夠承受600℃的工作條件；同時釬料塑性好，可加工成片狀、箔狀和絲狀。
文檔編號B23K35/30GK102601541SQ20121008325
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者于新泉, 張強(qiáng), 張雷, 朱坤, 李濤, 潘建軍, 裴夤崟, 鐘素娟, 黃俊蘭, 龍偉民 申請人:鄭州機(jī)械研究所