[其他]镍基钎焊料

说明书

本发明系镍基钎焊料，主要适用于在高温条件下工作的零部件的钎焊和修补。其主要特征在于在Ｎｉ－Ｃｒ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｏ－Ｍｏ系镍基钎焊料的基础上，把Ｂ含量提高到与Ｃｏ相应的含量，同时加入少量的Ｍｏ，使其该钎焊料既有良好的抗氧性和高温力学性能，又有优异的钎焊工艺性能，同时还具有适当的熔点。用该钎焊料钎焊和修补的零部件完全能满足９００～９５０℃温度的工作条件。

本发明属于焊接材料领域。主要适用于在高温条件下工作的零部件的钎焊与修补，如航空发动机零部件的钎焊与修补。

用于高温下工作的钎焊料，不但要具有良好的钎焊工艺性能（如润湿性、流动性），而且还需具有良好的抗氧化性、热强性和接合强度等，同时，还要有适当的熔点。

目前，国内外使用的高温钎焊料有铜基高温钎焊料、金基钎焊料和镍基钎焊料。其中应用最广泛的是镍基钎焊料。

在N.Lashko和S.Lashko所著的《BRAZING AND SOLDERING OF METALS》一书（1979年，莫斯科出版）中，介绍了一种Ni-Cr-Si-B-Co-Mo系镍基钎焊料。该钎焊料的化学成分为：10～14%Cr，4～6%Si，0.3～0.7%B，3～7%Fe，2～20%Co，5～20%Mo，余为Ni。

该钎焊料由于含有较高的Mo和Co，一方面使其钎焊缝具有较高的高温性能;但另一方面又使焊料的熔点提高，高达1200℃以上，钎焊温度需在1250℃以上，如果Mo含量达到上限20%，其熔点在1350℃左右，达到了大部分高温合金开始熔化的温度。如此高的钎焊温度，使得该钎焊料在实际工程上的应用十分有限，只有在十分例外的情况下才得以应用。

本发明的目的在于提供一种既有较高的高温性能，又有良好钎焊工艺性能和熔点适中的，能在高温（900～950℃）下工作的钎焊料，以便满足一些在高温工作的零部件的钎焊和修补。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：在上述提及的Ni-Cr-Si-B-Co-Mo系镍基钎焊料的基础上，把B含量提高到与Co相应的含量，同时大大降低Mo含量，以期达到满意的效果。

传统观念认为，高B钎焊料中的B在钎焊时将会沿着晶界向母材扩散，造成扩散区的性能恶化，大大降低了母材高温使用性能。

本发明通过大量试验发现，在钎焊料中含有一定量的Co，对于相对应量的B，Co可以稳住B不向母材扩散，避免了母材性能的恶化。将B由0.3～0.7%提高到2.5～3.0%，可大幅度降低钎焊料的熔点，改善钎焊料的工艺性能，而钎焊缝的高温性能仍能保持较好的水平。随之，Mo含量由5～20%降至1.2～2.%，可进一步降低钎焊料的熔点，改善钎焊料的工艺性能;同时，可降低Si含量，由4～6%降至3～4%，改善钎焊缝的高温力学性能。相应量的Co、B、Mo的相互匹配，使本发明钎焊料的钎焊工艺性能好，熔点低，且能保持钎焊缝相当高的高温力学性能，以满足钎补高温零部件的要求。

根据上述方案，本发明镍基钎焊料的具体化学成分（重量%）为：9.5～11.5%Cr，3.0～4.0%Si，3.2～4.2%Fe，2.5～5.5%Co，2.5～3.0%B，1.2～2.0%Mo，余为Ni。

该钎焊料的生产工艺如下：首先用真空感应炉等冶炼坯料，铸成5～10公斤左右的锭，然后用机械方法破碎成粉末。也可直接用雾化法制取粉末。颗粒度为100目。

该钎焊料的熔化区间为1050～1080℃;润湿性良好，如在1090℃温度时，在流通的氩气中，其润湿角为40°;工艺性能良好，熔点适中，完全能满足高温零部件的钎焊和补焊。

采用本发明钎焊的高温零部件，具有良好的力学性能。对焊接接头或补焊部分进行高温瞬时拉伸试验和持久试验，结果表明，800℃温度下的瞬时抗拉强度为σ_b800℃≥700公斤/毫米²，在975℃温度和20公斤/毫米²应力条件下，持续时间τ≥18小时。

根据所确定的成分范围，在10公斤真空感应炉上冶炼了7炉本发明钎焊料，其具体化学成分如表1。经机械粉碎后制成粉末。经试验表明，熔点适中，润湿性好，并有较好的力学性能。