[发明专利]一种Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于焊接材料的技术领域，公开了一种Ti‑Zr‑Ni‑Fe‑Cu‑Co‑Mo‑B钎料及其制备方法与应用。所述钎料含有以下按质量百分比计的成分：Zr：29％～32％；Fe：3.4％～7％；Ni:7.5％～13％；Cu：3％～5％；Co：2％～4％；Mo：1％～3％；B：0.2％～0.6％；Ti：余量。本发明按上述组分含量进行配料，然后采用电弧熔炼方法制备钎料合金锭，将合金锭破碎成小颗粒后加热熔化，采用快速凝固技术制备得到Ti‑Zr‑Ni‑Fe‑Cu‑Co‑Mo‑B箔带钎料。所得钎料具有成带性高、成本较低、钎焊TiAl与Ni基高温合金接头连接强度高等优点。

技术领域

本发明属于焊接材料的技术领域，涉及焊接钎料，特别涉及一种Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料及其制备方法与应用。所述钎料在钎焊连接TiAl合金与Ni基合金中的应用。

背景技术

TiAl合金是具有相对较低的密度、高比刚度、比强度以及优异的抗氧化性能和良好的高温力学性能等优点的材料，被认为是理想的、具有广泛应用前景的新型轻质高温结构材料。γ-TiAl基合金的密度低于Ni基高温合金的一半，并且其比刚度和比强度都超过了Ni基高温合金。因此，TiAl基合金是代替Ni基高温合金较为理想的候选材料。但是从可加工性和经济性来说，单一的采用TiAl基合金加工整体构件使用是不现实的。将TiAl合金与Ni基高温合金连接到一起，将二者复合使用，既可具有两者的优点，又能大量节约珍贵的钛资源，可以很好的发挥两种材料在节约资源与提高性能上的优势互补，在航空航天等诸多领域有着极为广泛的使用前景。

由于TiAl合金具有明显的低温脆性和热裂倾向，采用传统的熔化焊方法很难获得满意的连接接头。因此，人们采用扩散连接和钎焊方法实现TiAl合金自身及与其他材料的连接。目前关于钎焊连接TiAl合金的报道较多，但关于TiAl合金与Ni基高温合金的钎焊连接却几乎未见报道。由于TiAl合金与Ni基高温合金大多应用于高温环境中，因此，需要选择耐高温的钎料体系。

国内陈波等用Ti-13Zr-21Cu-9Ni(质量分数)钎料真空钎焊了Ti3Al基合金与GH536镍基高温合金，接头抗剪强度只有86MPa(陈波,熊华平,毛唯,等.采用Ti-Zr-Cu-Ni真空钎焊Ti3Al/Ti3Al和Ti3Al/GH536接头组织及性能[J].航空材料学报,2010,30(5):35-38.)。何鹏等采用BNi2钎料研究了γ-TiAl基合金与GH99镍基高温合金的真空钎焊连接，接头最大抗剪强度为205MPa(何鹏,李海新,林铁松,等.TiAl基合金与Ni基合金钎焊连接接头界面组织及性能[J].稀有金属材料与工程,2013,42(11):2248-2252.)。但是BNi2钎料为粉末状钎料，装配不易，而且熔化温度高，熔化温度区间大，同时由于BNi2钎料中有较高的硅、硼等元素，使之包含较多的金属间化合物脆性相或脆性共晶体。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足之处，本发明的目的之一在于提供了一种Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料，适用于TiAl与Ni基高温合金钎焊，钎焊获得的钎焊接头的室温抗剪强度能达到240Mpa，且具有较低的熔化温度、良好的铺展性能和较好的加工成形性能，且价格便宜。

本发明的目的之二在于提供上述Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料的应用。所述上述Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料在钎焊连接TiAl合金与Ni基合金中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料，含有以下按质量百分比计的成分：Zr：29％～32％；Fe：3.4％～7％；Ni:7.5％～13％；Cu：3％～5％；Co：2％～4％；Mo：1％～3％；B：0.2％～0.6％；Ti：余量。