专利名称：Ni-Fe基合金钎料的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于不锈钢制热交换器等的制造的由熔融温度低、耐腐蚀性优异、t匕较容易获取的原料构成的Ni-Fe基合金钎料。
背景技术：
历来在不锈钢的钎焊中使用的是耐腐蚀性和耐氧化性优异的Ni基合金钎料，特别是 Jis Z 3265 (1998)所规定的 BNi-2 (Ni-Cr-Fe-B-Si 合金)、BNi-5 (Ni-Cr-Si 合金)、BNi-7 (Ni-Cr-P合金)被大量地使用。上述3种Ni基钎料各自具有优点和缺点，根据用途分别使用。例如，BNi-2虽然液相线温度比较低，大约1000°C，但耐腐蚀性未必充分，BNi-5虽然耐腐蚀性优异，但液相线温度约1140°C，需要高的钎焊温度。另外，BNi-7虽然液相线温度非常低，大约900°C，耐腐蚀性也比较优异，但是为了添加P而使用比较难以取得、供给不稳定的Ni-P合金母材。如此，由于没有由兼备低液相线温度优异的耐腐蚀性，并且比较容易获取的原料构成的Ni基钎料，所以要求新的合金钎料的开发。针对这些课题，例如特开平9-225679号公报(专利文献I)提出具有低液相线温度和高耐腐蚀性的Ni基耐热钎料。该Ni基耐热钎料为了得到高的耐腐蚀性而规定Cr的添加量，虽然是通过规定表示Ni-Cr固溶体和共晶反应的P和Si的添加量而具有低液相线温度的优异的合金，但另一方面，作为原料需要比较难以获得的Ni-P。另外，特开2009-148769号公报(专利文献2)是使基体合金本身不是比较高价的Ni，而是非常廉价的Fe和Cr，由此实现大幅的原料费削减的合金，但另一方面，如实施例所述，液相线温度为1060°C以上。先行技术文献专利文献专利文献I :特开平9-225679号公报专利文献2 :特开2009-148769号公报如上述，专利文献I和专利文献2的Ni基钎料，不是由兼备耐腐蚀性和低熔融温度，并且容易获取的原料构成的。
发明内容
本发明者们，此次以开发出由兼备优异的耐腐蚀性和低液相线温度，并且比较容易获取的原料构成Ni-Fe基合金钎料为目的，开发出的合金，其添加耐腐蚀性允许的程度的Fe，作为P的原料不使用比较难以取得的Ni-P，而是能够使用容易获取的Fe-P。
因此，本发明的目的在于，提供一种用于不锈钢制热交换器等的制造，由熔融温度低、耐腐蚀性优异、比较容易获取的原料构成的Ni-Fe基合金钎料。根据本发明的一个方式，提供一种Ni -Fe基合金钎料，其以质量％计，含有Fe:21 40%、Cr:10 30%、P:7 11%、B:0 5%、Si :0 4.5%、V:0 5%、 Co:0 5%、Mo:0 5%余量由Ni和不可避免的杂质构成，并且，质量比Fe/P为2. 6 5的范围内。根据本发明的另一方式，提供一种Ni-Fe基合金钎料，其中，由上述的合金成分构成的金属粉末与粘合剂混合。根据本发明又一方式，提供一种由上述合金成分构成的箔带状Ni-Fe基合金钎料。
具体实施例方式以下，对于本发明进行详细说明。还有，除非特别指出，否则在以下的说明，％均
意味着质量％。在本发明的合金设计中，首先，为了降低液相线温度，在按前述的JIS规格组成等添加的B、Si和P之中，也特别选择了与Ni的共晶温度低的P。Ni-P 二元系的共晶组成是Ni-Il % P。但是，作为添加P的母材，不是比较难以取得的Ni-P，而是容易获取的Fe-P。在此，市场销售的Fe-P母材的P含量为25%左右，余量的75%是Fe和杂质，因此大约是P量3倍的Fe量被同时添加。此外认为，为了改善耐腐蚀性而必须添加Cr。由以上认为，11%左右的P量、大约其3倍的Fe量、能够确保充分的耐腐蚀性的Cr量大体上是必须元素系。此外根据实施例所示的研究，决定这些必须元素和微量添加元素的添加量范围及其别的条件，从而达成了本发明。Fe是伴随使用Fe-P母材的必须元素，在合金中以21 40%的量含有，优选为以22 35%的量含有，更优选为以22 29%的量含有。Fe降低作为基体金属的Ni含量，由此也能够使原料费低廉，但随着添加量，使液相线温度一起上升。但是，至21%时几乎不会使液相线温度上升，而能够降低Ni含量，因此能够积极地添加。另一方面，若超过40%，则液相线温度的上升显著。Cr是用于改善耐腐蚀性的必须元素，在合金中以10 30%的量含有，优选为以14 28%的量含有，更优选为以17 24%的量含有。Cr随着添加量，使液相线温度一起上升，在低于10%的添加时，耐腐蚀性改善不充分，若添加超过30 %，则液相线温度过度上升。P是用于降低液相线温度的必须元素，在合金中以7 11 %的量含有，优选为以
7.5 10. 5%的量含有，更优选为以8. 5 10%的量含有。P若过度添加而超过共晶组成，则使液相线温度上升，但在低于7%或超过11%的添加量时，液相线温度均变高。本发明的合金，作为原料使用含有约25%的P的容易获取的Fe-P母材，使合金中的质量比Fe/P为2. 6 5，优选为2. 6 4. 0，更优选为2. 6 3. 2。如果P含量为25 %，则Fe/P = 75/25 = 3. O。该母材的P含量具有一定程度的偏差，因此Fe/P的下限为2. 6。但是，质量比Fe/P低于2. 6时，Fe相对于P过少，因此在Fe-P母材以外要利用比较难以获取的Ni-P来添加P。另外，若质量比Fe/P超过5，则使液相线温度上升的Fe量和使之低下的P量的平衡打破，致使合金的液相线温度过度上升。B和Si虽然达不到P的程度，但也具有使液相线温度降低的效果，因此也可以作为任意元素根据需要添加，这种情况下，在合金中含有B :5%以下和Si :4. 5%以下，使P+B+Si的合计量为7 13%。若添加B超过5%或添加Si超过4.5%，则液相线温度上升。另外，若P+B+Si的合计量超过13%，则液相线温度上升。因为B和Si不是必须元素，所以P+B+Si 的合计量的下限与P量的下限相同，为7%，若低于此，则液相线温度上升。优选的B量为
3.5%以下，更优选为2. 5%以下。优选的Si量为3. 5%以下，更优选为2. 5%以下。优选的P+B+Si的合计量为7. 5 11. 5%，更优选为8. 5 10%。V、Co和Mo均是具有强度改善效果的任意元素，也可以在合金中含含有V :5%以下、Co :5%以下和Mo :5%以下，并使V+Co+Mo的合计量为10%以下。在本发明的合金中，若添加V、Cc^PMo的至少任意一种元素超过5%或V+Co+Mo的合计量超过10%，则液相线温度上升。优选的V、Co和Mo的各添加量均为I %以下，更优选不添加。另外,优选的V+Co+Mo的合计量为5 %以下，更优选为O %。本发明的合金，因为不含Ti等容易氧化的活性元素，所以也能够与历来通常的粘合剂混合，作为糊膏使用。另外，也能够作为通常的急冷箔带和轧制箔带使用。实施例以下，通过实施例对于本发明具体地加以说明。例I :液相线温度测量、钎焊试验和耐腐蚀性试验制作表I所示的成分组成的急冷薄带，进行液相线温度测量和钎焊试验。快冷薄带以如下方式取得预先以成为表I的各组成的方式计量原料，通过电弧熔化制作约50g的母材，将其放入管口宽度25mm的石英管并再度熔化，在以1500rpm旋转的直径300mm的铜辊上出汤。熔化和出汤在减压Ar气氛中进行。对于该快冷薄带进行热分析，测量液相线温度。此外，将所得到的快冷薄带放在厚1mm、直径20mm的SUS304制圆盘上，在真空中以1100°C进行钎焊。其后，利用光学显微镜进行断面观察，遵循以下的标准进行评价。O :快冷薄带完全熔融钎焊。X :残存未熔融部。在此，熔融的评价，以钎料部整体是否成为树枝的凝固组织而进行判断。使用同样制作的该钎焊试验片，进行曝露在5%、35°C的NaCl的溶液中96h的盐水喷雾试验。观察其表面，遵循以下的标准进行评价。◎:未生锈O :一部分生锈X :全面生锈例2 :抗折试验
通过离心铸造法制作表I所示的成分组成的铸锭。制作的铸锭的尺寸为，直径约35mm,长度约30mm。从该铸锭上，以边缘I. 8mm,切下长度20mm的试验片，以支点间距离IOmm进行三点弯曲试验。根据测量的抗折强度，以如下方式进行评价。X :抗折强度低于500MPaO :抗折强度为500MPa以上、低于IOOOMPa◎:抗折强度为IOOOMPa以上表I
权利要求
1.一种Ni-Fe基合金钎料，其中，以质量％计含有 Fe 21 40%、 Cr 10 30%、 P :7 11%、 B :0 5%、Si 0 4. 5%, V:0 5%、 Co 0 5%、 Mo 0 5%， 余量为Ni和不可避免的杂质，并且，质量比Fe/P在2. 6 5的范围内。
2.根据权利要求I所述的Ni-Fe基合金钎料，其中，以质量％计含有B:大于0%但在5%以下、Si :大于0%但在4. 5%以下中的一种或两种元素，并且，P+B+Si的合计量在7 13%的范围内。
3.根据权利要求I所述的Ni-Fe基合金钎料，其中，以质量％计含有V:大于0%但在5%以下、Co :大于0%但在5%以下、Mo :大于0%但在5%以下中的一种或两种以上的兀素，并且，V+Co+Mo的合计量在10%以下的范围内。
4.根据权利要求2所述的Ni-Fe基合金钎料，其中，以质量％计含有V:大于0%但在5%以下、Co :大于O %但在5%以下、Mo :大于O %但在5 %以下中的一种或两种以上的兀素，并且，V+Co+Mo的合计量在10%以下的范围内。
5.—种Ni-Fe基合金钎料,其由权利要求I 4中任一项所述的合金成分构成的金属粉末与粘合剂混合而成。
6.—种箔带状Ni-Fe基合金钎料,其由权利要求I 4中任一项所述的合金成分构成。
全文摘要
一种Ni-Fe基合金钎料，其以质量％计含有Fe21～40％、Cr10～30％、P7～11％、B0～5％、Si0～4.5％、V0～5％、Co0～5％、Mo0～5％，余量由Ni和不可避免的杂质构成，并且，质量比Fe/P在2.6～5的范围内。根据本发明，可提供一种用于不锈钢制热交换器等的制造的、由熔融温度低、耐腐蚀性优异并比较容易获取的原料构成的Ni-Fe基合金钎料。
文档编号B23K35/30GK102725097SQ201080052778
公开日2012年10月10日 申请日期2010年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者松康太郎, 泽田俊之, 福本新吾 申请人:东京焊接株式会社, 山阳特殊制钢株式会社