專利名稱：一種含鈮和鈀的高熱強度多元釬料合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及釬焊料加工領域，尤其是涉及一種高溫工作環境下，用于釬焊不銹鋼和高溫合金的含鈮和鈀的高熱強度多元釬料合金，本發明還涉及該釬料的制備方法。
背景技術：
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度和高溫強度，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中的應用受到一定的限制。鎳基釬焊合金和鈷基釬焊合金有良好的室溫強度和高溫強度，但由于鎳和鈷的熔化溫度高，設計釬料時常加入硼和硅以降低釬料合金的熔點，而硼和硅與鈷、鎳等金屬元素易形成脆性化合物，使釬縫強度降低，同時由于硼和硅向基體金屬的擴散，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用也有很大的局限性。
發明內容
本發明的目的就是針對以上現有技術中存在的不足，提供一種在不銹鋼、高溫合金等基體金屬母材上潤濕性好，焊縫高溫強度高，對基體性能影響小，能在高溫工況下穩定使用的含鈮和鈀的高熱強度多元釬料合金。本發明的目的可采取下述技術方案來實現
本發明所述的含鈮和鈀的高熱強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。本發明釬料的制備方法采用現有技術的常規制備方法，包括采用名義合金成分配料，真空中頻感應爐冶煉成鑄錠，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，最后經過精軋制或精拉拔得到本發明的片狀、箔狀或絲狀釬料合金。本發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。本發明的有益效果如下
本發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散對基體金屬的性能影響小，沒有硼元素向基體擴散產生的晶間滲透，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、氬氣及真空環境下釬焊不銹鋼、鎳基、鐵基和鈷基高溫合金的接頭強度高，釬縫接頭室溫抗拉強度達400-600MPa ;同時釬焊接頭有較高的高溫強度，600°C時釬縫接頭抗拉強度仍達到220-260MPa。
具體實施例方式本發明以下將結合實施例作進一步描述
實施例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度達413Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下,抗拉強度 226 MPa。實施例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度達427Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下,抗拉強度 235 MPa。實施例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度達456Mpa ;焊縫在600°C的試驗溫度下，抗拉強度 249 MPa。
權利要求
1.一種含鈮和鈀的高熱強度多元釬料合金，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
本發明公開了一種含鈮和鈀的高熱強度多元釬料合金，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。本發明的優點在于本發明的釬料合金能在氫氣、氬氣及真空環境下釬焊不銹鋼和高溫合金，在母材上的潤濕性好，結合強度高；而且釬焊焊縫的熱強度高，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 優先權日2012年3月27日
發明者于新泉, 張強, 張雷, 朱坤, 李濤, 潘建軍, 裴夤崟, 鐘素娟, 黃俊蘭, 龍偉民 申請人:鄭州機械研究所