专利名称：钛基合金钎料粉末制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于各领域中多种钛合金、钛-铝系金属间化合物、陶瓷材料、复合材料等先进材料的钎焊及扩散连接的钛基合金钎料粉末制备方法。
背景技术：
目前，用于钛合金、钛-铝系金属间化合物、陶瓷材料和复合材料等多种先进材料钎焊及扩散焊连接的焊接材料多选用常规钎料粉末、活性钎料或钛基钎料等。常规钎料粉末的制备方法为雾化法，其中包括气体雾化和液体雾化以及离心雾化等方法。气体雾化和液体雾化法对于活性钎料及钛基合金钎料的粉末制备还存在许多技术问题，尽管能够制备出一些含活性元素的活性钎料，但是钎料的理化性能、工艺性能以及钎焊接头的力学性能都较差，均不能很好的满足多种先进材料钎焊及扩散焊连接接头应具备的连接强度综合技术指标。钛基钎料粉末多采用离心雾化或特殊气体雾化法制备。例如俄罗斯生产的钛铜锆镍四元钛合金(Ti56CuZrNi)钎料粉末就是采用离心雾化方法制备的，该方法对设备精度要求很高，目前国内尚无此类加工设备。而采用常规气体雾化法制备出的钎料粉末化学成分不稳定，含氧量很高，工艺性能很差，无法满足使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氧量低、工艺性能好的钛基合金钎料粉末的制备方法。本发明的技术解决方案是，(1)选配合金钎料元素(Wt)％Ti余、Zr9～42％、Cu12～26％、Ni7～16％，预制锭坯；(2)采用电弧连续重熔或感应式重熔；在真空—氩气中将预制的钎料合金锭坯重熔，并采用紫铜或钼轮，以淬速为5～50米/秒的淬速进行快淬分散，工作真空度5×10-1以上，或再回填氩气至常压后工作，快淬分散可以连续进行，形成薄而细碎的针状、片状或带状快淬体；(3)将这种快淬体以400℃～800℃温度进行真空晶化处理，晶化真空度5×10-2Pa以上，使其脆化；(4)将晶化后的快淬体研磨成钎料粉末。本发明采用对合金锭坯进行重熔、快淬、晶化粉碎的制备工艺，克服了常规雾化制粉工艺的不稳定性、工艺过程的不安全性以及制备过程中分散介质对钎料粉末的污染；又克服了离心雾化对设备、工艺的过高要求。采用该方法制备出的钛基合金钎料粉末内部质量均匀一致，杂质含量极低，工艺性能优越，完全满足各应用领域对高质量钛基合金钎料粉末的技术要求。本发明简化了制备钛基合金钎料粉末对设备的要求，降低了制造成本，不仅能够制备出钛基合金钎料粉末，对于其它多种活性钎料的粉末制备都适用。采用该方法制备的钛基合金钎料粉末含氧量低，小于0.3wt％，成分均匀一致，钎焊工艺性能十分优越，完全满足钎焊工艺要求。本发明可用于多种钛合金、钛-铝系金属间化合物、陶瓷材料、黑色金属材料和复合材料等钎焊连接。该钛基合金钎料的使用可以采用真空钎焊炉(冷壁炉或热壁炉)、真空扩散焊炉等进行钎焊、钎涂及扩散焊，工艺要求与一般真空钎焊要求相当；也可以采用氩气保护高频感应钎焊设备等进行钎焊及钎涂，工艺要求与一般感应钎焊要求相当。
具体实施例方式实施例1钛基合金钎料的元素成分(wt％)Ti余、Zr33～42％、Cu12～19％、Ni8～16％；将各合金元素按照炉量和比例精确称量后，先预制锭坯备用；再采用真空—氩气保护快淬设备(铜辊或钼辊)(该设备为非标准设备)将预制好的锭坯重熔并进行快淬分散，使钎料合金形成薄而碎的针状、片状或带状快淬体；再将该快淬体进行真空晶化处理，即将这种快淬体以400℃～800℃温度进行真空晶化处理，晶化真空度5×10-2Pa以上，使其脆化；最后采用常规研磨和分筛设备对快淬体进行研磨加工和分筛处理，最终制备出合格的钎料粉末。
实施例2钛基合金钎料的元素成分(wt％)Ti余、Cu17～26％、Zr9～18％、Ni7～14％；将各合金元素按照炉量和比例精确称量后，先预制锭坯备用；再采用真空—氩气保护快淬(该设备为非标准设备)设备(铜辊或钼辊)将预制好的锭坯重熔并进行快淬分散，使钎料合金形成薄而碎的针状、片状或带状快淬体；再将该快淬体进行真空晶化处理，即将这种快淬体以400～800℃温度进行真空晶化处理，晶化真空度5×10-2Pa以上，使其脆化；最后采用常规研磨和分筛设备对快淬体进行研磨加工和分筛处理，最终制备出合格的钎料粉末。
权利要求
1一种钛基合金钎料粉末的制备方法，其特征是，钎料的制备步骤为(1)选配合金钎料元素(Wt)％Ti余、Zr9～42％、Cu12～26％、Ni7～16％，预制锭坯；(2)采用电弧连续重熔或感应式重熔；在真空—氩气中将预制的钎料合金锭坯重熔，并采用紫铜或钼轮，以淬速为5～50米/秒的淬速进行快淬分散，工作真空度5×10-1以上，或再回填氩气至常压后工作，快淬分散可以连续进行，形成薄而细碎的针状、片状或带状快淬体；(3)将这种快淬体以400℃～800℃温度进行真空晶化处理，晶化真空度5×10-2Pa以上，使其脆化；(4)将晶化后的快淬体研磨成钎料粉末。
2根据权利要求1所述的钛合金钎料粉末的制备工艺方法，制备的钛合金钎料其元素成分为(wt％)Ti余、Zr33～42％、Cu12～19％、Ni8～16％。
3根据权利要求1所述的钛合金钎料粉末的制备工艺方法，制备的钛合金钎料其元素成分(wt％)Ti余、Cu17～26％、Zr9～18％、Ni7～14％。
全文摘要
本发明涉及一种用于各领域中多种钛合金、钛－铝系金属间化合物、陶瓷材料、复合材料等先进材料的钎焊及扩散连接的钛基合金钎料粉末制备方法。主要合金元素成分为(wt％)1)Ti余、Zr9～42％、Cu12～26％、Ni7～16％；采用真空—氩气保护快淬分散和真空晶化处理与研磨分筛。本发明采用对合金锭坯进行重熔、快淬、晶化粉碎的制备工艺，克服了常规雾化制粉工艺的不稳定性、工艺过程的不安全性以及制备过程中分散介质对钎料粉末的污染；又克服了离心雾化对设备、工艺的过高要求。采用该方法制备出的钛基合金钎料粉末内部质量均匀一致，杂质含量极低，工艺性能优越，完全满足各应用领域对高质量钛基合金钎料粉末的技术要求。
文档编号B23K35/32GK1695877SQ200510077799
公开日2005年11月16日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者郭万林, 李天文, 毛唯, 程耀永, 淮军锋 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院