本发明属于钎焊料技术领域，具体涉及一种含铬的钛基合金钎焊料。
背景技术：
随着航空航天科技的发展，特别是结构重量对性能影响极为敏感的航天飞机、导弹、卫星的出现，对材料性能提出的要求越来越高，研究开发出轻质、耐高温、抗腐蚀的结构材料迫在眉睫。蜂窝夹层结构正是因这种特殊需要而发展起来的一种复合材料，它最早应用于航空航天领域，主要用于飞机机翼、机身、地板、发动机机舱、飞行器热防护结构等部位，可以有效减轻飞机结构重量，提高其机动性、灵活性，有效保护飞行器并增加其重复使用率。
目前，这种蜂窝夹层结构的焊接常用的钛合金钎料有ti-zr-cu-cr系、ti-cu-ni系。其中，ti-zr-cu-cr系钎料的熔化温度为800℃～820℃，钎焊的温度为850℃～950℃；ti-cu-ni系钎料的熔化温度为900℃～930℃、钎焊的温度为950℃～980℃，前者的熔化温度偏低，后者的熔化温度偏高，两者的钎焊性能均不能完全满足目前蜂窝夹层结构材料的焊接要求。因此，研制熔化温度介于二者之间的钛合金钎料很有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种含铬的钛基合金钎焊料。该钛基合金钎焊料组分中的cr与cu能形成较低的共晶温度，有效地降低了熔化温度，而添加的cr降低了钎焊料表面张力，增大了液态钎焊料的流动性和润湿性，使其有利于焊接，最终得到的钛基合金钎焊料的熔化温度为830℃～935℃，钎焊温度为880℃～980℃。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种含铬的钛基合金钎焊料，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：铜19％～21％，镍14％～16％，铬4％～6％，余量为钛及不可避免的杂质。
上述的一种含铬的钛基合金钎焊料，其特征在于，所述钛基合金钎焊料为粉材。
上述的一种含铬的钛基合金钎焊料，其特征在于，所述钛基合金钎焊料在真空条件下才能实施钎焊。
本发明所述含铬的钛基合金钎焊料的制备方法为钛基合金钎焊料的常规制备方法，具体过程为：根据需要选择质量纯度均不小于99.95％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度小于6×10-2pa并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的钎焊料为含cr的ti-cu-ni系钎焊料，该钎焊料在ti-25cu-15ni合金(熔化温度为930℃)基础上，降低铜含量至19％～21％，再添加4％～6％的cr，cr与cu能形成较低的共晶温度(共晶温度为1076℃)，有效地降低了熔化温度，而添加的cr降低了钎焊料表面张力，增大了液态钎焊料的流动性和润湿性，使其有利于焊接，最终得到的钛基合金钎焊料的熔化温度为830℃～935℃，钎焊温度为880℃～980℃，满足了蜂窝夹层结构材料的焊接要求，适用于航空发动机蜂窝状结构组件钛及钛合金、以及陶瓷与金属等的钎焊。
2、本发明钎焊料的组分中添加了金属cr，cr与ti形成了冶金结合的固溶体组织，进一步提高了液态钎焊料在钛合金基体上的浸润性和漫流性能，同时也进一步增强了焊接界面的结合强度；另外，添加的cr提高了焊接界面的抗氧化性能，并使钎焊料具备优异的耐腐蚀性能。
3、本发明的钎焊料组分中含有的cu、ni均能与ti形成低熔化温度共晶，大大提高了钎焊料粉末的流动性，从而使得钎焊料具备良好的润湿性能和填缝能力。
4、本发明含铬的钛基合金钎焊料可根据实际生产需要，加工成粉末等形式，灵活方便，适用范围广泛。
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
本发明含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19％～21％，镍14％～16％，铬4％～6％，余量为钛及不可避免的杂质。该钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均不小于99.95％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度小于6×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
实施例1
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜20.82％，镍15.41％，铬4.09％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.95％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为4.7×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为838℃～926℃。
实施例2
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜20.37％，镍15.82％，铬4.35％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.95％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为5.3×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为836℃～927℃。
实施例3
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19.93％，镍14.25％，铬5.27％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.96％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为5.6×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为832℃～928℃。
实施例4
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19.72％，镍14.83％，铬5.81％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.96％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为4.8×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为831℃～935℃。
实施例5
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜20.44％，镍16.03％，铬4.82％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.95％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为4.5×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为839℃～930℃。
实施例6
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜20.25％，镍15.27％，铬5.03％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.96％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为5.3×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为830℃～925℃。
实施例7
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19.34％，镍14.62％，铬4.48％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.97％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为5.6×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为835℃～928℃。
实施例8
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19.09％，镍14.46％，铬5.63％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.96％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为4.9×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为829℃～934℃。
实施例9
本实施例含铬的钛基合金钎焊料由以下质量百分数的成分组成：铜19.65％，镍15.60％，铬5.41％，余量为钛及不可避免的杂质。
本实施例含铬的钛基合金钎焊料的制备过程为：根据需要选择质量纯度均为99.96％的海绵钛、电解铜、电解镍和金属铬，分别用酸或丙酮溶液清洗后烘干，然后按照设计成分配料并放入真空感应熔炼炉进行二次熔炼，控制熔炼过程中的真空度为5.6×10-2pa，并采用磁力搅拌使配料成分混合均匀，得到钛基合金铸锭；钛基合金铸锭经机械切削加工后破碎形成钛基合金粉末，再依次经球磨、筛分得到含铬的钛基合金钎焊料粉末，或者采用真空雾化以及旋转电极气雾化法制备出含铬的钛基合金钎焊料粉末。
经检测，本发明制备的钛基合金钎焊料粉末的熔化温度为834℃～929℃。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。