专利名称：一种含铌和钯的高热强度多元钎料合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及钎焊料加工领域，尤其是涉及一种高温工作环境下，用于钎焊不锈钢和高温合金的含铌和钯的高热强度多元钎料合金，本发明还涉及该钎料的制备方法。
背景技术：
目前，在高温工况条件下工作的钎焊合金，有锰基钎焊合金、镍基钎焊合金和钴基钎焊合金。锰基钎焊合金有较高的室温强度和高温强度，但锰基钎焊合金的高温抗氧化性和耐腐蚀性能较差，同时由于锰基钎焊合金的蒸气压高，不能用于高真空钎焊，锰基钎焊合金在可靠性要求高的高温和腐蚀性介质中的应用受到一定的限制。镍基钎焊合金和钴基钎焊合金有良好的室温强度和高温强度，但由于镍和钴的熔化温度高，设计钎料时常加入硼和硅以降低钎料合金的熔点，而硼和硅与钴、镍等金属元素易形成脆性化合物，使钎缝强度降低，同时由于硼和硅向基体金属的扩散，使基体金属的性能也有所下降；因此，镍基钎焊合金和钴基钎焊合金的应用也有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的就是针对以上现有技术中存在的不足，提供一种在不锈钢、高温合金等基体金属母材上润湿性好，焊缝高温强度高，对基体性能影响小，能在高温工况下稳定使用的含铌和钯的高热强度多元钎料合金。本发明的目的可采取下述技术方案来实现
本发明所述的含铌和钯的高热强度多元钎料合金包括下述重量百分比的原料钯 12. O 20. 0%、铌O. 4 O. 8%、镍3 6%、钴2 4%、锰I 2%,余量为银。本发明钎料的制备方法采用现有技术的常规制备方法，包括采用名义合金成分配料，真空中频感应炉冶炼成铸锭，铸锭均匀化退火，热挤压成片状或丝状，轧制或拉拔加工， 中间退火，最后经过精轧制或精拉拔得到本发明的片状、箔状或丝状钎料合金。本发明钎料中各元素的作用
I) Pd (钯)提高钎料的润湿性，使钎料在基体上的润湿角大幅减小；改善了钎料的流动性。2) Nb (铌)和Mn (锰)提高了提高钎料的高温强度。3) Co (钴)降低钎料对基体的溶蚀，提高钎料的高温性能。4) Ni (镍)提高钎料的耐腐蚀性能,改善钎料的润湿性。本发明的有益效果如下
本发明的钎料合金的基本金属是银和钯，由于银和钯能完全固溶，钎料合金的韧性很好，而且钎料合金中不含硼和硅，钎料的塑性比锰基、镍基和钴基钎焊合金大幅提高，钎料加工性能好，可加工成片状、箔状和丝状；同时钎料向基体金属的扩散对基体金属的性能影响小，没有硼元素向基体扩散产生的晶间渗透，也没有硅元素和基体金属形成的脆性化合物。本发明的钎料合金熔化温度1080-1160°C，钎焊温度1180-1210°C，使用该钎料在氢气、氩气及真空环境下钎焊不锈钢、镍基、铁基和钴基高温合金的接头强度高，钎缝接头室温抗拉强度达400-600MPa ;同时钎焊接头有较高的高温强度，600°C时钎缝接头抗拉强度仍达到220-260MPa。
具体实施例方式本发明以下将结合实施例作进一步描述
实施例I:
按原料重量百分比取钯14. 5%、铌O. 6 %、镍5%、钴3%、锰I. 2 %，余量为银；采用真空中频感应炉冶炼成铸锭，将钎料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含铌和钯的钎料合金”固相线温度在1080°C左右，液相线温度在1130°C左右(考虑了检测仪器误差)；
使用本例制备的钎料，采用真空钎焊方法钎焊钎焊不锈钢和镍基高温合金，钎料在母材上的润湿性好，用O. 2g钎料做铺展实验时，在不锈钢和镍基高温合金上的铺展面积分别是506mm2和478mm2,钎缝接头室温抗拉强度达413Mpa ;焊缝在600°C的试验温度下,抗拉强度 226 MPa。实施例2:
按原料重量百分比取钯16 %、铌O. 7 %、镍5%、钴3. 5%、锰I. 5 %，余量为银；采用真空中频感应炉冶炼成铸锭，将钎料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含铌和钯的钎料合金”固相线温度在1087°C左右，液相线温度在1142°C左右(考虑了检测仪器误差)；
使用本例制备的钎料，采用真空钎焊方法钎焊钎焊不锈钢和镍基高温合金，钎料在母材上的润湿性好，用O. 2g钎料做铺展实验时，在不锈钢和镍基高温合金上的铺展面积分别是516mm2和489mm2,钎缝接头室温抗拉强度达427Mpa ;焊缝在600°C的试验温度下,抗拉强度 235 MPa。实施例3:
按原料重量百分比取钯17.5 %、铌O. 8 %、镍6%、钴4%、锰1.8 %，余量为银；采用真空中频感应炉冶炼成铸锭，将钎料合金加工成O. Imm厚的片材；上述成分配比制得的“含铌和钯的钎料合金”固相线温度在1096°C左右，液相线温度在1153°C左右(考虑了检测仪器误差)；
使用本例制备的钎料，采用真空钎焊方法钎焊钎焊不锈钢和镍基高温合金，钎料在母材上的润湿性好，用O. 2g钎料做铺展实验时，在不锈钢和镍基高温合金上的铺展面积分别是525mm2和497mm2，钎缝接头室温抗拉强度达456Mpa ;焊缝在600°C的试验温度下，抗拉强度 249 MPa。
权利要求
1.一种含铌和钯的高热强度多元钎料合金，其特征在于所述钎料合金包括下述重量百分比的原料钮12. O 20%、铌O. 4 O. 8%、镍3 6%、钴2 4%、锰I 2%，余量为银。
全文摘要
本发明公开了一种含铌和钯的高热强度多元钎料合金，其特征在于所述钎料合金包括下述重量百分比的原料钯12.0~20%、铌0.4~0.8%、镍3~6%、钴2~4%、锰1~2%，余量为银。本发明的优点在于本发明的钎料合金能在氢气、氩气及真空环境下钎焊不锈钢和高温合金，在母材上的润湿性好，结合强度高；而且钎焊焊缝的热强度高，能够承受600℃的工作条件；同时钎料塑性好，可加工成片状、箔状和丝状。
文档编号B23K35/30GK102601541SQ20121008325
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者于新泉, 张强, 张雷, 朱坤, 李涛, 潘建军, 裴夤崟, 钟素娟, 黄俊兰, 龙伟民 申请人:郑州机械研究所