本發(fā)明涉及焊接釬料，特別涉及一種銅磷錫鎳釬料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
MGH956合金是一種氧化物彌散強(qiáng)化(氧化物彌散強(qiáng)化(Oxide Dispersion Strengthened,ODS)高溫合金)，具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、耐腐蝕性以及優(yōu)秀的高溫力學(xué)性能，目前已廣泛應(yīng)用于航空、航天和核工業(yè)領(lǐng)域。在拓展MGH956合金的應(yīng)用的進(jìn)程中，解決和改善MGH956合金的連接工藝是非常關(guān)鍵的步驟。
目前，應(yīng)用于MGH956合金的連接技術(shù)有熔化焊和釬焊。其中，熔化焊操作方便、工藝簡單的特點(diǎn)，但焊接過程中焊縫處的MGH956合金發(fā)生熔化而造成顯微強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的破壞，從而導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)氣孔和夾雜等缺陷的產(chǎn)生。釬焊過程中，MGH956合金母材不發(fā)生熔化，可以避免釬縫附近母材的強(qiáng)化組織受到破壞，并能過得力學(xué)性能較高的釬焊接頭。而且，釬焊過程工藝簡單，耗時較短，并能連接結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的零件。
目前應(yīng)用于MGH956合金釬焊的釬料有Ni基、Co基和Cu基釬料，其中，Ni基、Co基釬料的釬焊溫度相對較高(>1100℃)，將造成釬焊過程中MGH956合金母材的溶解量過大，而且Ni基、Co基釬料的強(qiáng)度、硬度過高而不利于加工成型。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種銅磷錫鎳釬料，適用于MGH956合金的真空釬焊，對MGH956合金有較好的潤濕性，釬焊獲得的釬焊接頭的室溫抗拉強(qiáng)度能達(dá)到518Mpa，約為MGH956合金母材強(qiáng)度的72％，且具有較低的熔化溫度、良好的鋪展性能和較好的加工成形性能，且價格便宜。
本發(fā)明的目的之二在于提供上述磷錫鎳釬料的制備方法。
本發(fā)明的目的之三在于提供上述磷錫鎳釬料的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種銅磷錫鎳釬料，按質(zhì)量百分比含有：P：5％～6.5％；Sn：3％～4.5％；Ni：4％～6％；Fe：0.5％～1％；混合稀土：0.4％～0.6％；Cu：余量。
所述混合稀土為由鈰、鑭兩種元素以鈰45-55wt.％、鑭45-55wt.％的比例組成。
一種銅磷錫鎳釬料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量物料：按以下配比稱量原料：P：5％～6.5％；Sn：3％～4.5％；Ni：4％～6％；Fe：0.5％～1％；混合稀土：0.4％～0.6％；Cu：余量；
所述物料包括中間合金和純金屬銅和純金屬鎳；所述中間包括銅-磷中間合金、銅-錫中間合金、銅-鐵中間合金、銅-稀土中間合金；
(2)熔鑄：對原料進(jìn)行熔煉，熔煉過程熔煉爐中真空度＜1×10-3Torr，熔煉溫度為1150～1250℃，將熔煉后的物料澆注在模具中，冷卻成型，得到釬料胚料；
(3)軋制：對步驟(2)得到的釬料胚料進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)行多次熱軋，在進(jìn)行酸洗和打磨處理后得到薄帶狀的銅磷錫鎳釬料。
所述銅-磷中間合金為Cu-14P。
所述銅-鐵中間合金為Cu-4.95Fe。
所述銅-稀土中間合金為Cu-4.90稀土。
步驟(3)所述預(yù)熱的溫度為500～550℃。
步驟(3)所述多次熱軋，具體為：進(jìn)行8道次變形度為15％-22％的熱軋。
步驟(3)得到的薄帶狀的銅磷錫鎳釬料的厚度為0.1mm～0.15mm。
所述的銅磷錫鎳釬料的應(yīng)用，用于MGH956合金的焊接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)本發(fā)明的銅磷錫鎳釬料適用于MGH956合金的真空釬焊，對MGH956合金有較好的潤濕性，釬焊獲得的釬焊接頭的室溫抗拉強(qiáng)度能達(dá)到518Mpa，約為MGH956合金母材強(qiáng)度的72％。
(2)本發(fā)明釬料的熔化溫度為603℃-715℃，比Ni基和Co基釬料的熔點(diǎn)低得多，在釬焊過程中對MGH956合金的強(qiáng)化組織的影響較小。
(3)本發(fā)明中的主要合金元素成分Cu、P價格便宜，因此本發(fā)明相對于已有的釬焊MGH956合金用釬料價格要便宜得多。
(4)本發(fā)明加工成形性能好，經(jīng)熱軋工藝加工成任意厚度的帶狀釬料，適用于多種形狀的母材連接。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
本實(shí)施例的銅磷錫鎳釬料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱量物料：純金屬Cu、Ni以及中間合金Cu-14P(wt.％)、Cu-30Sn(wt.％)、Cu-4.95Fe(wt.％)和Cu-4.90稀土(wt.％)按照表1的配比稱量物料。
(2)熔鑄：熔煉過程先將高熔點(diǎn)或不易揮發(fā)的純金屬Cu、Ni以及中間合金Cu-30Sn(wt.％)、Cu-4.95Fe(wt.％)、Cu-14P(wt.％)和Cu-4.90稀土(wt.％)加入石墨坩堝進(jìn)行熔煉。熔煉過程熔煉爐中真空度＜1×10-3Torr，熔煉溫度為1200℃。熔煉好的物料澆注在石墨模具中，冷卻后得到釬料坯料。
(3)軋制：軋制工藝通過二輥軋制機(jī)對預(yù)先加熱至530℃的釬料胚料進(jìn)行8道次變形度為15％-22％的熱軋，最終制得厚度為0.1mm～0.15mm的薄帶狀釬料，并對軋制成的薄帶狀釬料進(jìn)行酸洗和打磨處理。
采用釬焊溫度830℃下保溫5min的工藝，用0.5g釬料對母材在真空下進(jìn)行鋪展性試驗(yàn)，以及對MGH956合金母材進(jìn)行真空釬焊連接，得到的測試結(jié)果如表1所示。
表1樣品1～6的配比及測試數(shù)據(jù)
其中，樣品1～6的稀土中的Ce元素含量依次為45wt.％、45wt.％、50wt.％、50wt.％、55wt.％、、55wt.％，余量為La元素。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。