[发明专利]一种钛基复合钎料及其制备、钎焊方法

说明书

本发明公开了一种钛基复合钎料，钎料为Ti‑20Ni‑5Al‑5Zr+1％C，其中Ni的质量百分数为20％，Al的质量百分数为5％，Zr的质量百分数为5％，C的质量百分数为1％，Ti的质量百分数为69％；钎料的厚度为30μm～50μm；本发明中的Ti‑20Ni‑5Al‑5Zr+1％C钛基复合钎料对钛基复合材料有着良好的润湿性，采用该钎料可以实现对钛基复合材料的良好连接，同样适用于其他钛基复合材料的钎焊。

技术领域

本发明涉及钎焊领域，具体涉及一种钛基复合钎料及其制备、钎焊方法。

背景技术

钛及钛合金因具有高强度比、比模量、强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于航天航空，军事，化工，石油等多个领域。钛及钛合金最重要也是最有前景的领域是在军事及航天航空领域，但随科技的快速发展，钛及钛合金的服役温度的极限以及其力学性能已经满足不了科技的发展，所以研究方重心出现了钛及钛合金向钛基复合材料转移的趋势。

钛基复合材料是指针对钛合金的力学性能不足以及服役温度极限满足不了使用要求时研发出来的以钛为基体的复合材料，在以钛为基体时添加其它元素，增强钛及钛合金的不足。钛基复合材料同时具备金属和陶瓷特性，钛基复合材料与钛及钛合金相比具有更高的高强度比、比模量、强度高、耐蚀性好、耐热性高尤其是钛基复合材料其服役温度极限更高。所以在军事及航天航空领域对于钛基复合材料研究得到越来越高的重视。

钛基复合材料属于新型的材料，针对钛基复合材料连接的钎焊连接，钎料的种类以及钎料会对焊接处的影响等方面研究都有所欠缺。目前，用于钎焊连接钛基复合材料的钎料存在力学性能低和润湿性差的问题，钎焊接头剪切强度不足，因此有待于提供一种新型的钛基复合钎料。

发明内容

本发明的目的在于改善目前用于钎焊连接钛基复合材料的钎料力学性能低和润湿性差的难题，提高钎焊接头剪切强度，提供一种钛基复合钎料及其制备方法、钛基复合材料钎焊方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种钛基复合钎料，钎料由Ti、Ni、Al、Zr和C组成。

优选的，所述的钎料为Ti-20Ni-5Al-5Zr+1％C，其中Ni的质量百分数为20％，Al的质量百分数为5％，Zr的质量百分数为5％，C的质量百分数为1％，Ti的质量百分数为69％。

优选的，所述钎料的厚度为30μm～50μm。

本发明还提供了一种钛基复合钎料的制备方法，步骤如下：

1)根据Ti-20Ni-5Al-5Zr+1％C中各原料的质量分数，进行各粉末原料的配备；

2)将步骤1)中得到的粉末原料熔炼成钎料合金铸锭；

3)将真空甩带机抽真空后，用氩气洗炉再抽真空，然后将置于真空甩带机石英管内的钎料合金铸锭加热至融化；

4)向石英管中通入氩气，将熔融状态的钎料液体推送至转速为1500r/min～1800r/min的铜辊上，从而得到非晶钎料箔Ti-20Ni-5Al-5Zr+1％C，Ti-20Ni-5Al-5Zr+1％C钎料箔厚度为30μm～50μm。

优选的，步骤2)中，将原料熔炼成钎料合金铸锭后，再反复熔炼4次，使各原料混合均匀。

优选的，步骤3)中，将真空甩带机中真空度抽至8×10^-3Pa后，通入氩气洗炉，再次抽真空至真空度为8×10^-3Pa。

本发明还提供了一种利用Ti-20Ni-5Al-5Zr+1％C钎料箔真空钎焊钛基复合材料的方法，步骤如下：

1)将待钎焊的钛基复合材料表面进行打磨、抛光；

2)将打磨、抛光后的钛基复合材料进行清洗后干燥；