[发明专利]一种钎料

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种钎料。

背景技术

随着航空发动机的不断发展，为满足高性能发动机的要求，许多发动机部件采用了新型材料，Ti₃Al基合金就是其中之一。Ti₃Al基合金在高温下(800～850℃)具有良好的耐高温性能，密度较低，与镍基高温合金相比可减少发动机重量40％，因此在新型发动机上得以应用。目前Ti₃Al基合金在发动机应用之一是蜂窝封严结构，即采用钎焊连接技术将Ti₃Al基合金与GH536蜂窝连接在一起。目前国内外对Ti₃Al基合金的钎焊研究还不太普遍，对于Ti₃Al基合金与高温合金的钎焊连接未见报道。

采用现有的镍基、银基或钛基等钎料，对Ti₃Al基合金与GH536合金接头的润湿性及填缝性均不够理想，且钎焊接头的强度较低，不能满足使用要求。镍基钎料熔点较高，容易造成Ti₃Al基合金晶粒长大，并且镍基钎料对Ti₃Al基合金的润湿性差，接头强度低；银基钎料有合适的熔点，钎缝有良好的塑性，但力学性能、耐高温性能和耐氧化性能较差；钛基钎料接头强度高，耐蚀性和耐热性好，但对GH536合金的润湿性差。为了实现Ti₃Al基合金与GH536合金的连接，需要研制一种新的钎料。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种钎料，通过调整钎料的成分，在保证对Ti₃Al基合金的润湿性良好的基础上，提高对GH536合金的润湿性，且钎焊接头强度满足使用要求。

本发明是钎料为钛基粉末钎料，该钎料成分按重量百分比为Ti40～80％，Cu10～35％，Ni5～20％，Cr5～15％；粒度为-150～-300目。

本发明的钛基粉末钎料采用雾化制粉工艺，首先将纯度大于99.995％的各原料金属按上述比例混合，在惰性气氛条件下，熔炼成合金锭，然后在高压气—水雾化设备上制备粉末，粉末制备采用高压条件和惰性气体条件，雾化后的合金液滴入冷却水环境，获得合金粉末和水的混合体，然后对合金粉末和水的混合体进行抽滤、真空干燥和筛分，获得钛基粉末钎料。

采用本发明的钛基粉末钎料，涂覆在Ti₃Al基合金与GH536合金的钎焊接头处，在真空条件下进行钎焊，钎焊后钎料填充钎焊接头处间隙，钎缝成型良好，钎焊质量优良而稳定；母材与钎料连接的界面结合紧密，无气孔、裂纹等缺陷，界面组织良好。通过在室温到600℃的条件下进行拉伸强度和剪切强度测试，拉伸强度(σb)可达397MPa，剪切强度(T)可达275MPa。本发明的钛基粉末钎料制备方法简单，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中的钎料的润湿性试验结果图，图中上排试片材料为GH536合金，下排试片材料为Ti₃Al合金；左边试片为实施例1钎料，中间试片为实施例2钎料，右边试片为实施例3钎料。

图2为本发明实施例1中钎焊接头微观组织形态图。

具体实施方式

实施例1

采用雾化制粉工艺，首先将金属Ti、Cu、Ni和Cr混合，混合物料的成分为Ti45％，Cu30％，Ni15％，Cr10％；将混合物料在真空—充氩气条件下熔炼成合金锭，然后在高压气—水雾化设备上制备粉末，采用高压氩气雾化，雾化后的合金液滴入冷却水环境，获得合金粉末和水的混合体，然后对合金粉末和水的混合体进行抽滤、真空干燥和筛分，获得钛基粉末钎料；粒度为-150～-300目。

将该钎料进行润湿性测试，测试结果如图1所示。

采用该钎料涂覆在Ti₃Al基合金与GH536合金的钎焊接头处，在真空条件下进行钎焊，钎焊后钎料填充钎焊接头处间隙，钎缝成型良好，钎焊质量优良而稳定；母材与钎料连接的界面结合紧密，无气孔、裂纹等缺陷，界面组织良好。钎焊接头微观组织形态如图2所示。

采用试样进行真空钎焊试验，通过在室温条件下进行拉伸强度(σb)和剪切强度(T)测试，室温时拉伸强度分别为400MPa、402MPa和407MPa，平均拉伸强度为403MPa；剪切强度分别为252MPa、174MPa和235MPa，平均剪切强度为220MPa。

实施例2