[发明专利]铜焊不锈钢制品的方法

说明书

本发明涉及铜焊不锈钢制品的方法，本发明还涉及不锈钢制品。

发明背景

当制造铜焊制品时，特别是制造不泄漏的流体密封制品时，裂缝与孔的密封以及接头的铜焊是重要因素。当接头、裂缝与孔面积大时，就会增加铜焊填料的密封及填充能力的重要性，但是，密封与填充的能力并不必然与铜焊的区域的强度相关联。因此，需要提供具有针对预期目的或用途的足够强度的制品。已经开发出并记载了不同的铜焊方法，比如：在US 6,109,505和US 4,516,716，这些文件公开了不锈钢的铜焊。

本发明的另一需求是提供不锈钢的铜焊制品。

另一需求是提供铜焊具有大的孔、裂纹、接头、缝隙或裂缝的不锈钢制品的改进办法。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了铜焊或者锡焊不锈钢制品的方法。在下文中使用铜焊(brazing)，但是应理解该术语还包含锡焊(soldering)，本发明的材料包含锡焊材料和铜焊材料。因此，铜焊方法包括：步骤(i)：将铁基的铜焊填料物质施加至不锈钢部件；步骤(ii)：任选地组装该部件；步骤(iii)：在非氧化性气氛、还原性气氛、真空或它们的组合中将来自步骤(i)或步骤(ii)的部件加热到至少1000℃，并在至少1000℃的温度加热该部件至少15分钟；步骤(iv)：提供获得的铜焊区域的平均硬度小于600HV1(Vickers Hardness test-Part1：Test method(ISO 6507-1：1997)的制品；和步骤(v)：任选地重复步骤(i)、步骤(ii)和步骤(iii)中的一步或者多步。

根据本发明的一个备选方面，提供了铜焊不锈钢制品的方法，这包括包含备选步骤(iv)的方法——步骤(iv)包括密封并填充大于76μm的接头、孔、裂纹、间隙或裂缝。

本发明进一步涉及采用该办法获得的不锈钢制品，其中，所获得的铜焊区域、接头、孔、裂纹、间隙或者裂缝具有至少110N/mm²的抗张强度。

本发明进一步涉及采用该办法获得的不锈钢制品，其中，可获得的铜焊区域、接头、孔、裂纹、间隙或者裂缝具有低于600HV1的平均硬度。

尽管同种材料制造的小件物体与大件物体的热膨胀系数是相同的，较大的物体仍然会有比较大的整体膨胀。如果在相同温度具有相同长度的两个物体之一被加热，对于相同的温度差而言，长度的差异与物体的尺寸差异成正比。这两个因素都会引起较大的裂缝，这些裂缝必须用铜焊填料物质去填充。因此，金属物体的大尺寸(比如：面积、长度、宽度、厚度等)对铜焊接头或者铜焊区域的精确性会产生影响，这是由于部件间的热膨胀会不同并可能引起不均匀的适配和大裂缝。不均匀适配的其他情形可能产生于待安装部件的设计、铜焊制品时的移动或待安装部件的制造过程中。因此，铜焊接头或者区域等时，一个重要的方面是铜焊过程中的填充及密封性能。

铜(Cu)具有密封大裂缝的良好性能。不使用铜作为铜焊物的一个原因是铜铜焊填料的性质局限性，比如：铜会导致不同类型的腐蚀问题。最显而易见的问题是铜会因腐蚀而被消耗。铜的消耗会降低物体的机械强度，物体会开始泄漏。铜腐蚀产物以及铜离子释放进物体的介质中会引起其中安装了该物体的同一系统中其他部件的电偶腐蚀。银质的铜焊填料可以是一种选项，但因银价高而不常用。

含有铬(Cr)的镍(Ni)铜焊填料有比铜铜焊填料更优的抗腐蚀性能，但是，Ni铜焊填料也有一些缺点。缺点之一是在被用于诸如水应用时，镍会从镍铜焊中释放。诸如自来水中的镍含量被法律所限制。Ni离子也会引起其中安装了该物体的同一系统中其他部件的电偶腐蚀。

关于强度的一个重要议题是铜焊填料物质能填充多大的裂缝或者间隙。镍铜焊填料填充裂缝的性能是有限的，此外，参见ASM Handbook，Volume 6，Welding，Brazing and Soldering，1993首次印刷/Brazingof stainless steel第911-913页，在大裂缝(比如：大于0.076mm的裂缝)Ni铜焊填料还会损失强度。因此，难以制备大的Ni铜焊物体。