[发明专利]一种钎焊接头及其制备工艺和热疲劳损伤测定的工艺方法

说明书

本发明公开一种钎焊接头BNi‑2钎料，以重量百分比计的元素成分包括：Cr6‑8%，Si4‑5%，B2.75‑3.5%，Fe2.5‑3.5%，余量为Ni。本发明还公开一种钎焊接头的制备方法和热疲劳损伤测定的工艺方法。通过对钎焊接头进行循环次数0次、100次、150次以及200次的热疲劳试验，表明随着循环次数的增加钎焊接头的室温四点弯曲强度降低，具体表现为100次循环后钎缝中心出现小裂纹，150次循环后钎缝区域和18‑8钢上同时出现多条疲劳裂纹，200次循环后全封区域出现一条平行与钎缝方向的长裂纹，18‑8钢上出现明显的裂纹网格，疲劳损伤更加严重。

技术领域

本发明涉及金属材料热疲劳性能的研究，特别是涉及一种钎焊接头及其制备工艺和热疲劳损伤测定的工艺方法。

背景技术

W-Cu复合材料综合了W和Cu的诸多优点，具有高强度、硬度，良好的导电导热性能、低的热膨胀系数，良好的耐电弧腐蚀性、耐高温氧化性、抗熔焊性及尺寸稳定性等优点。在航空航天、汽车工业、机械、能源、电子以及军事国防领域得到广泛的应用。W-Cu复合材料不仅作为耐高温连接件、散热基件、热沉材料和触头材料，还作为火箭、导弹尾喷管的喉衬、喷嘴、燃气舵等高温部件。 W-Cu复合材料和18-8钢在性能上具有良好的互补，采用真空钎焊技术将W-Cu 复合材料和18-8钢制成钎焊接头能充分发挥出两者的优势性能。随着科学技术的发展，W-Cu复合材料的应用场合正不断扩大。例如，在偏滤器中使用的面向等离子体材料和热沉材料，经过几十年的发展，已经由最早的铜及铜合金发展到现在普遍使用的W及W-Cu合金，而偏滤器中的结构材料目前普遍采用不锈钢。可以发现，W-Cu复合材料与18-8钢钎焊接头目前主要是被应用在复杂的高温环境中，接头在服役过程中需承受很高的热应力，W-Cu复合材料与18-8钢钎焊接头需要具有良好的热疲劳性能和高温力学性能。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供了一种钎焊接头BNi-2钎料。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种含有所述的钎焊接头BNi-2钎料的W-Cu/BNi-2/18-8钢钎焊接头。

本发明还要解决的技术问题是提供了W-Cu/BNi-2/18-8钢钎焊接头的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了的W-Cu/BNi-2/18-8钢钎焊接头在热疲劳性能设计工艺方面的应用。

为了更好地适应复杂的工作环境，提高钎焊接头的服役寿命，本发明最后要解决的问题是将在W-Cu复合材料与18-8钢成功钎焊连接的基础上，对钎焊接头的热疲劳性能设计工艺方法进行研究。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所要采用的技术方案如下：本发明提供了一种钎焊接头BNi-2钎料，所述钎焊接头BNi-2钎料以重量百分比计包括如下元素：Cr6-8％，Si4-5％，B2.75-3.5％，Fe2.5-3.5％，余量为Ni。

作为优选，所述钎焊接头BNi-2钎料以重量百分比计包括如下元素：Cr6％，Si5％，B3.5％，Fe3.5％，余量为Ni。

本发明内容还包括一种含有所述的钎焊接头BNi-2钎料的W-Cu/BNi-2/18-8 钢钎焊接头。

本发明内容还包括所述的W-Cu/BNi-2/18-8钢钎焊接头的制备方法，包括以下步骤：将母材W-Cu复合材料置于上方，母材18-8钢置于下方，BNi-2钎料置于两母材之间，接头形式采用对接，装夹好之后放入专门制作的钎焊夹具中，夹具压头对W-Cu复合材料施加一定压力，真空钎焊试验在真空度大于5×10^-3Pa 环境下进行，钎焊温度1010℃-1180℃，保温时间20～40min。

其中，作为优选，母材W-Cu复合材料和18-8钢尺寸均为20mm×20mm×5mm， BNi-2箔带状钎料尺寸为20mm×5mm，钎焊温度1060℃，保温时间30min。