用于Ti₃Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料的制作方法

专利名称：用于Ti₃Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，属于焊接技术领域。
背景技术：
Ti3Al合金具有低密度、高比强度、良好的高温抗氧化、抗蠕变性能，是非常具有发展前途的轻质耐高温结构材料。其与普通钛合金密度相当，而具有更高的工作温度，而与镍基高温合金相比，其密度又很低，因此Ti3Al合金将可在多个应用领域内取代钛合金及高温合金如航空、航天飞行器中的高温部件。为了扩大Ti3Al合金的工程化应用，焊接技术显得非常重要，包括Ti3Al合金自身及Ti3Al合金与其它金属的连接。钎焊是一种适于连接Ti3Al合金的方法。当前国内外对·Ti3Al合金的钎焊研究主要集中在自身连接上。

发明内容
本发明正是针对目前对Ti3Al与其它金属连接研究较少的情况和存在的不足而设计提供了一种用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其目的是对Ti3Al合金与镍基高温合金的钎焊进行深入研究，提高接头室、高温性能，拓宽Ti3Al合金的工程应用领域。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明技术方案提出了一种用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于该种钎料的化学成份及重量百分比为Zr 20. O 30. O, Fe :7. O 12. 9，Cu
2.O 8. O, Ni 2. O 6. 0，Ti 余量。该技术方案为总的方案，该技术方案所述钛-锆-铁基钎料可以用来钎焊Ti3Al合金与镍基高温合金，在保证钎料熔化温度和钎料性能的基础上，通过减少钎料中与Ti元素反应剧烈的Cu、Ni元素的含量，适当增加Fe元素含量，Fe元素与Ti元素反应程度较Cu、Ni元素与Ti元素反应程度弱，从而达到控制接头界面反应程度的目的，避免接头生成过多的脆性化合物相。在上述总的方案的基础上，可以通过进一步调整Fe元素的含量，以达到进一步控制钎料与Ti3Al合金的界面反应程度，避免生成过多的Ti-Fe脆性化合物相，降低接头性能，为此目的提出了两个化学成份及重量百分比的方案，分别为Zr 20. O 30. O, Fe
8.O 12. O, Cu 2. O 8. 0，Ni 2. O 6. 0，Ti 余量。在上述总的方案的基础上，可以通过调整了 Cu、Ni元素的含量，目的同样在于控制接头界面反应程度，避免接头生成过的的Ti-Cu、Ti-Ni或Ti-Cu-Ni脆性化合物相，降低接头性能，为此目的提出了两个化学成份及重量百分比的方案，分别为Zr 20. O 30. O, Fe 8. O 12. 0，Cu :3· O 7. 0，Ni :2· O 6. 0，Ti 余量和 Zr 20. O 30. O, Fe 8. O 12. O, Cu 3. O 7. 0，Ni 3. O 5. 0，Ti 余量。
由于Cu、Ni元素与Ti元素反应程度比Fe元素剧烈，本专利钎料与传统的Ti-13Zr-21Cu-9Ni及Ti-15Cu-15Ni钎料相比，在考虑了钎料合金化的因素后，显著减少Cu、Ni元素含量，降低了接头中形成的脆性化合物相，从而达到提高接头性能的目的。本专利钎料与Ag基钎料相比，原材料成本明显降低。与传统Ti-13Zr-21Cu-9Ni或Ti-15Cu-15Ni钎料相比,减少了成本较高Cu、Ni元素含量,而提高成本较低的Fe元素含量，可减少钎料生产的成本，对于利用该钎料进行钎焊生产而言，也可降低生产成本。


图I为采用本发明技术方案钎料钎焊Ti3Al/镍基高温合金GH536的接头组织的照片
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述表I给出了本发明技术方案所述钎料的成份及重量百分比组成。表I本发明技术方案所述钎料的成分及重量百分比
权利要求
1.一种用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于该种钎料的化学成份及重量百分比为Zr:20. O 30. 0，Fe :7. O 12. 9，Cu :2. O 8. 0，Ni :2. O 6.0，Ti 余量。
2.根据权利要求I所述的用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于该种钎料的化学成份及重量百分比为Zr :20. O 30. 0，Fe :8. O 12. O, Cu :2. O 8. 0，Ni 2. O 6. 0，Ti 余量。
3.根据权利要求I所述的用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于该种钎料的化学成份及重量百分比为Zr :20. O 30. 0，Fe :8. O 12. O, Cu :3. O 7. 0，Ni 2. O 6. 0，Ti 余量。
4.根据权利要求I所述的用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于Zr 20. O 30. O, Fe 8. O 12. O, Cu 3. O 7. 0，Ni 3. O 5. 0，Ti 余量。
全文摘要
本发明是一种用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其化学成份及重量百分比为Zr20.0～30.0,Fe7.0～12.9,Cu2.0～8.0,Ni2.0～6.0，Ti余量。本发明钎料在1030°C～1070°C的钎焊温度下获得Ti3Al与镍基高温合金接头，对应钎焊接头的室温剪切强度达到290～370MPa。接头组织致密连续，焊缝与母材达到了良好的冶金结合。本发明钎料适于Ti3Al与和镍基高温合金的连接。
文档编号B23K35/32GK102909491SQ20121041097
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者叶雷, 熊华平, 李晓红, 陈波 申请人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院