[发明专利]一种高强度铜基非晶钎料

说明书

本发明公开了一种高强度铜基非晶钎料。该钎料配方包括如下组分：3.5wt%‑6wt%Ti；40wt%‑45wt%Cu；45wt%‑51wt%Zr；2wt%‑2.5wt%Nb以及0.3wt%‑2wt%Be和0.3wt%‑1wt%Dy；采用熔炼和甩带的方法，制备出厚度约50um，宽度约为10mm的非晶钎料薄带。利用所述成分获得的条带在较宽的过冷液相区范围内具有超塑性变形能力，能够使得中间层与母材的接触面积大大提高；利用本发明提供的钎料，所获得的焊接接头强度可以超过300Mpa。

技术领域

本发明涉及一种铜基非晶钎料，用来解决同种金属或者异种金属连接问题，属于工程材料领域。

背景技术

国内这些年高温合金的发展势头比较迅猛，而对高温合金的焊接技术也是这些年冶金工业技术的一个难题，而高温合金的焊接性是指在某一焊接工艺条件下，对合金产生裂纹的敏感性、焊后接头组织的均匀性、焊接接头力学性能和采取工艺措施的可行性的综合评价。

高温合金焊接的热裂纹敏感性、接头组织的不均匀性以及焊接接头的等强性都是决定高温合金焊接性的关键因素。此外，选择合理的焊接工艺也是评价高温合金焊接性的重要依据。焊缝熔体凝固会引起元素偏析，降低氧化和抗腐蚀能力，使性能恶化。所以采用合理的焊接工艺和优良的焊材对提高高温焊缝接头强度至关重要。如采用摩擦焊焊接高温合金，焊接接头强度系数几乎为100％。若采用异质焊丝，接头强度降低更大。焊接接头强度系数是由于焊缝组织的不均匀性造成的，热影响区晶粒组织长大，强化相g′相的溶解，容易形成弱化区，所以在弱化区会首先出现塑性变形，最终导致断裂失效。因此高温合金焊接接头的强度和塑性均有明显的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜基非晶钎料，所述的钎料具有良好的韧性，能够作为异种金属连接时的中间层，提高接头的抗拉强度。

实现本发明目的的技术方案是：一种铜基非晶钎料，所述钎料包括如下组分：3.5wt％-6wt％Ti、40wt％-45wt％Cu、45wt％-51wt％Zr、2wt％-2.5wt％Nb以及0.3wt％-2wt％Be和0.3-1wt％Dy。

进一步的，所述非晶钎料的熔点在750℃。

上述的钎料的制备方法，其步骤如下：将Cu、Zr、Ti、Nb、Be、Dy原材料在电弧熔炼炉中熔炼成一个金属锭子，利用甩带法将合金锭子在石英管中重新加热至熔融状态，再在气压差的作用下，将熔融液体喷射到一个快速转动的铜轮上获得所述条带。

进一步的，Cu、Zr、Ti、Nb、Be、Dy原材料的纯度在99.95％以上。

进一步的，感应熔炼的真空度在10^-3Pa以上，且至少熔炼3-4遍确保组织均匀，没有偏析。

进一步的，甩带采用感应加热的方式，所用的石英管的缝隙长10mm，宽0.5mm，采用的感应电流为15-24A。

进一步的，气压差(真空腔体内和储气罐的气压差)不低于0.05Mpa。

进一步的，甩带采用的工艺参数如下：保护气体为氩气，气体压强控制在0.5-0.8MPa；喷射距离控制在3-5mm。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)所述方法获得的条带具有相对较低的熔点，良好的韧性，较大的过冷液相区。

(2)所述方法获得的条带在较宽的过冷液相区范围内具有超塑性变形能力，能够使得中间层与母材的接触面积大大提高。

(3)利用所述成分制备出的钎料，通过液相钎焊实现冶金结合，特别适用于钛合金与镍基、铁基高温合金，不锈钢和铜合金、碳钢或镍基、铁基高温合金的的钎焊连接。

(4)利用本发明提供的钎料，所获得的焊接接头强度可以超过300Mpa。

具体实施方式