專利名稱：用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵鈷鎳鉻基釬料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
TiAl合金具有低密度、高比強(qiáng)度、良好的高溫抗氧化、抗蠕變性能，是非常具有發(fā)展前途的輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料，被公認(rèn)為是鈦合金和高溫合金的替代材料，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。對(duì)于TiAl合金，為了擴(kuò)大其工程化應(yīng)用范圍，焊接技術(shù)將顯得尤為重要問(wèn)題。其中包括TiAl合金自身以及TiAl合金與其它金屬的連接。釬焊是一種適于連接TiAl合金的方法。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)TiAl合金的釬焊研究主要集中在其自身連接上，對(duì)于TiAl合金與其它金屬的連接主要為TiAl和鋼的連接，而TiAl和高溫合金的連接很少見報(bào)道。國(guó)內(nèi)陳波采用Ti-15Cu-15Ni釬料釬焊TiAl/42CrMo鋼，接頭平均拉伸強(qiáng)度為95MPa。(陳波，熊華平，毛唯，程耀永，葉雷，吳欣.采用Ti-15Cu-15Ni釬料的TiAl/42CrMo鋼接頭組織及形成機(jī)理.航空材料學(xué)報(bào)，2006, 26(3) :317-318.)劉會(huì)杰采用Ag-Cu-Ti 釬料釬焊 TiAl/40Cr 鋼，接頭室溫剪切強(qiáng)度為 170MPa。(Liu Huijie1Feng JicaiMicrostructure and strengthof vacuum brazed joints of TiAl—based alloy to 40Crsteel. Materials Scienceand Technology, 2002, 18(9):1049-1051.)。李卓然采用Ag-Cu釬料與Ti-Zr-Ni-Cu釬料對(duì)TiAl與Ti合金進(jìn)行了真空釬焊發(fā)現(xiàn)，采用Ag-Cu釬料在釬焊規(guī)范為950° C/10min時(shí)接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到223. 3MPa ；采用Ti-Zr-Ni-Cu釬料在釬焊規(guī)范為850° C/10min時(shí)接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到139. 97MPa。(李卓然，曹健，馮吉才，王加洪，許桂法.TiAl基合金與Ti合金的真空釬焊.焊接，2006, 3:51-54.)。已見專利報(bào)道在TiAl合金與Ni基高溫合金之間加Ti箔利用接觸反應(yīng)釬焊方法，獲得的接頭室溫剪切強(qiáng)度24(T300MPa，800° C剪切強(qiáng)度18(T210MPa。(林鐵松，何鵬，李海新，劉羽.TiAl基合金與Ni基高溫合金的接觸反應(yīng)釬焊連接方法，公開號(hào)CN101972877A)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的狀況而設(shè)計(jì)提供了一種用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其目的是對(duì)TiAl合金與鎳基高溫合金的釬焊進(jìn)行深入研究，提高接頭室、高溫性能，拓寬TiAl合金的工程應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明技術(shù)方案提出了一種用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于該種釬料的化學(xué)成份及重量百分比為Ni 10. O 15. 8，Co :6. O
14.O, Cr 6. O 14. 0，Si :1· 5 6. 5，B :0· 5 3. 5，F(xiàn)e :余量，或 Co :15· O 26. O, Ni CN 102909483 A
書
明
說(shuō)
2/4頁(yè)
15.9 21. O, Cr 15. O 22. 0，Si :1· 5 5. 5，B :0· 5 3. 5，F(xiàn)e :余量。本發(fā)明技術(shù)方案所述釬料以Fe、Cr、Co、Ni元素為基體，可保證釬料的高溫性能。加入適當(dāng)?shù)腟i、B降熔元素，可得到合適熔化溫度的釬料。通過(guò)減少釬料中與Ti元素反應(yīng)劇烈的Ni元素的含量,增加Fe、Cr、Co元素含量，F(xiàn)e、Cr、Co元素與Ti元素反應(yīng)程度較Ni元素與Ti元素反應(yīng)程度弱，從而達(dá)到控制接頭界面反應(yīng)程度的目的，避免接頭生成過(guò)多的·脆性化合物相。釬料中的基體元素Fe、Co、Cr在元素周期表中的位置與Ni毗鄰，性質(zhì)相近，釬料在釬焊過(guò)程中可與鎳基高溫合金母材有很好的相容性。加入Si、B降熔元素主要有兩個(gè)目的1)調(diào)整釬料的熔化溫度區(qū)間，使釬料在滿足釬焊溫度要求的同時(shí)能夠提高接頭性能；2)提高釬料性能，適當(dāng)減少釬料中的Si、B元素，可以減少釬料中的脆性相，有利于釬料制備，同時(shí)在釬焊過(guò)程中也可減少接頭中脆性相的生成，提高接頭性能。為此目的，本發(fā)明技術(shù)方案提出了以下四種化學(xué)成份及重量百分比的方案，分別是Ni :10. O 15. 8，Co 6. O
2.5，F(xiàn)e :余量、Ni 10. O 15. 8，Co 6. O
2.5，F(xiàn)e :余量、Co :15. O 26. 0，Ni 15. 9
3.0，F(xiàn)e :余量和 Co 15. O ~ 26. O, Ni : 15. 9
I.5 3. O, Fe :余量。本專利釬料以Fe、Co、Cr、Ni元素為基體，與Ag基、Ti基釬料相比，原材料成本明顯減少，有效降低了釬料生產(chǎn)成本。對(duì)于利用該釬料進(jìn)行釬焊生產(chǎn)而言，也可顯著降低生產(chǎn)成本。


圖I為采用本發(fā)明技術(shù)方案釬料釬焊TiAl/鎳基高溫合金GH536的接頭組織的照片
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述表I給出了本發(fā)明技術(shù)方案所述釬料的成份及重量百分比組成。表I本發(fā)明技術(shù)方案所述釬料的成分及重量百分比
14.OjCr6. O 14. 0，Si L 5 6.5，B:1· 5 14.OjCr:6· O 14. 0，Si 3. 5 5.OjB:1· 5 21.0，Cr15. O-'22. 0，Si:1· 5 5.5，B:I. 5 9 ^ 21.()，Cr 15. O 22.OjSi 2.5 4· 5，B :
權(quán)利要求
1.一種用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于該種釬料的化學(xué)成份及重量百分比為Ni :10.0 15. 8, Co :6.0 14. 0，Cr :6· O 14. O, Si I.5 6. 5，B 0. 5 3. 5，F(xiàn)e :余量，或 Co :15· O 26. O, Ni :15· 9 21. O, Cr 15. O 22. 0，Si :1· 5 5. 5，B :0· 5 3. 5，F(xiàn)e :余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于該種釬料的化學(xué)成份及重量百分比為Ni :10. O 15. 8，Co :6. O 14. O, Cr 6. O 14. 0，Si :1· 5 6. 5，B :1· 5 2. 5，F(xiàn)e :余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于該種釬料的化學(xué)成份及重量百分比為Ni :10. O 15. 8，Co :6. O 14. O, Cr 6.O 14. O, Si :3· 5 5. 0，B :1· 5 2. 5，F(xiàn)e :余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于該種釬料的化學(xué)成份及重量百分比為Co :15. O 26. 0,Ni :15. 9 21.0，Cr 15. O 22. 0，Si :1· 5 5. 5，B :1· 5 3. O, Fe :余量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其特征在于Co 15. O 26. 0，Ni :15. 9 21. O, Cr 15. O 22. O, Si 2. 5 4. 5，B :1· 5 3.O, Fe :余量。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于TiAl與鎳基高溫合金釬焊的鐵-鈷-鎳-鉻基釬料，其成份及重量百分比為Ni10.0～15.8，Co6.0～14.0，Cr6.0～14.0，Si1.5～6.5，B0.5～3.5，F(xiàn)e余量，或者是Co15.0～26.0，Ni15.9～21.0，Cr15.0～22.0，Si1.5～5.5，B0.5～3.5，F(xiàn)e余量。本發(fā)明釬料在1160°C～1200°C的釬焊溫度下獲得TiAl與鎳基高溫合金接頭，對(duì)應(yīng)釬焊接頭的室溫剪切強(qiáng)度達(dá)到286～320MPa，760°C剪切強(qiáng)度達(dá)到246～290MPa。本發(fā)明釬料適于TiAl和鎳基高溫合金的連接。
文檔編號(hào)B23K35/30GK102909483SQ20121041026
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者熊華平, 葉雷, 李曉紅, 陳波 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院