[发明专利]一种钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔及其制备方法

说明书

本发明属于钎焊材料技术领域，具体涉及一种钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔及其制备方法。本发明的钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔，包括钛基非晶钎料芯层及复合在钛基非晶钎料芯层两侧面上的降熔粘合层；所述降熔粘合层上复合有阻隔层；所述降熔粘合层的成分为In52Sn48；所述阻隔层的成分为Nb、Mo、Ta中的一种或任意组合。本发明的钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔，含有阻隔层，可抑制Ti与钎料中Cu、Ni元素剧烈化合形成大量脆性相，提高接头韧性；本发明的钎料箔还含有In52Sn48作为降熔粘合层，起到对芯层和阻隔层冶金复合的作用，而且在钎焊过程中可扩散进入钎缝，降低钎焊温度，进而提升接头性能。

技术领域

本发明属于钎焊材料技术领域，具体涉及一种钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔及其制备方法。

背景技术

钛及钛合金具有重量轻、强度高、高温性能和低温性能良好、耐腐蚀性能优异等特点，广泛应用于航空、航天、造船、冶金、化工和石油等工业领域。

为了获得强度高、耐蚀性和耐热性好的钎焊接头，目前常用Ti-Zr基钎料作为钛合金的钎焊材料。但是，由于Ti-Zr基钎料的熔点较高，因此，常用Ni、Cu作为的Ti-Zr基钎料中的降熔元素。而Ni、Cu元素与钛合金母材中的Ti具有强烈的化合作用，极易生成大量脆性化合物，导致钛合金接头较脆。

另外，尽管现有技术中的Ti-Zr基钎料加了降熔元素Cu和Ni，如Ti-37.5Zr-15Cu-15Ni钎料(805～815℃)，但其熔化温度仍较高，在钎焊钛合金时，长时间加热还容易导致钛合金母材晶粒粗化，影响接头性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔，能够改善接头的脆性，同时降低钎焊温度。

本发明的第二个目的在于提供一种上述钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔，包括钛基非晶钎料芯层及复合在钛基非晶钎料芯层两侧面上的降熔粘合层；所述降熔粘合层上复合有阻隔层；所述降熔粘合层的成分为In52Sn48；所述阻隔层的成分为Nb、Mo、Ta中的一种或任意组合。

本发明的钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔含有阻隔层，Nb、Mo、Ta元素具有熔点高、原子激活能好、与Ti无限互溶的优点，可与Ti形成固溶体，在与Ti合金复合时，能够有效阻隔Ti与钎料层中Cu、Ni元素发生剧烈化合反应形成脆性相，从而提高接头韧性。

本发明的钎料箔将熔点为118℃的In52Sn48作为降熔粘合层，流动性和润湿性较好，因此具有较好的热浸镀特性，能够将钎料箔和阻隔金属进行冶金复合，而且In、Sn均为低熔元素，与Ti、Cu、Ni都能发生化合反应，在钎焊过程中可扩散进入钎缝，降低钎焊温度，进而提升接头性能；另外，锡能固定钛元素，避免钛与其他元素形成脆性相。

进一步地，所述钛基非晶钎料芯层由以下质量份数的组分组成：Ti 32～38份、Zr32～38份、Cu 12～18份、Ni 12～18份。

进一步地，所述钛基非晶钎料芯层采用包括以下步骤的方法制得：将组成钎料的各组分熔炼、甩带。更进一步地，所述熔炼在非自耗真空熔炼炉中进行。所述甩带在真空熔融甩带机中进行。

进一步地，所述降熔粘合层的厚度为6～10μm。

进一步地，所述阻隔层的厚度为5～8μm。

进一步地，所述钛基非晶钎料芯层的厚度为25～30μm。控制钛基非晶钎料芯层、阻隔层、降熔粘合层的厚度是为了调控三层之间的质量比，使原位结合的钎料的成分在合适范围内。

本发明的钛合金钎焊用多层夹芯钎料箔的制备方法采用的技术方案为：