[发明专利]一种发动机用钴基多元高温合金钎料丝的制备方法

说明书

本发明公开了一种发动机用钴基多元高温合金钎料丝的制备方法，该方法包括：一、称取各金属单质块状原料；二、将部分金属单质块状原料真空感应熔炼成溶液后，将Ni包覆的电解Mn单质原料加入与熔液混合精炼；三、二次重熔；四、修料和规圆处理；五、换向锻造；六、再结晶退火；七、换向热拉拔和冷拉拔；八、张力轧制。本发明采用真空感应熔炼母合金并结合二次重熔工艺，并结合换向锻造、换向热拉拔和冷拉拔、张力轧制工艺，使钴基多元高温合金的成分及组织得到很好的控制，得到的钴基多元高温合金钎料丝在钎焊时具有良好的流动性、浸润性和高钎焊温度以及高可靠性及稳定性，适用于发动机。

技术领域

本发明属于钎焊材料技术领域，具体涉及一种发动机用钴基多元高温合金钎料丝的制备方法。

背景技术

近年来，随着航空技术的发展，对航空器发动机高温部件密封用高温合金钎料的高温性能要求愈来愈高。传统的镍基合金在高温耐热腐蚀和热强性等方面很难满足要求，钴基多元高温合金的制备方法受到各国的关注。

含有Co、Cr、W、Fe、Mn、Si等元素的钴基高温合金因具有良好的流动性、浸润性和焊接性而应用于发动机高温部件不锈钢及高温镍基系列合金等部件的钎焊，苏联及欧美国家早在上世纪80～90年代就已经开展相关的研究工作。由于技术壁垒，国内的钴基高温合金钎料制备技术多年来无法实现产品的量化生产，生产成本高，制约着我国航空技术向前发展。

由于钴基高温合金的合金化程度较高，具有较高的高温强度，加工难度较大，制备钴基高温合金钎料更是难上加难。现有技术中多采用一次感应熔炼浇注，自由锻造或挤压开坯的方法制备钴基高温合金钎料，但该方法容易导致钴基高温合金钎料的成分偏析，同时产生加工应力，导致裂纹产生，使钴基高温合金钎料的组织结构中产生疏松孔洞，从而容易断裂，无法满足实际使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种发动机用钴基多元高温合金钎料丝的制备方法。该方法采用真空感应熔炼母合金并结合二次重熔工艺，并结合换向锻造、换向热拉拔和冷拉拔、张力轧制工艺，使钴基多元高温合金的成分及组织得到很好的控制，有效地解决了成分偏析、铸造应力及加工过程中应力导致的裂纹产生问题，获得良好的组织结构并突破了大变形量丝材轧制的技术瓶颈。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种发动机用钴基多元高温合金钎料丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、按照以下质量百分比称取各金属单质块状原料：Co 50％～70％，Cr 20％～40％，Ni 2％～14％，W 5％～10％，Fe 1％～3％，Mn 0％～2％， Mo 0％～2％，Si 0％～2％；

步骤二、将步骤一中所称取的Co、Cr、Ni、W、Fe和Si单质块状原料放入真空感应熔炼炉的坩埚内，将步骤一中所称取的电解Mn单质原料用Ni包覆后放入真空感应熔炼炉的顶部料斗内，然后对真空感应熔炼炉进行抽真空至其真空度为10^-2MPa～10^-3MPa时加热升温，使Co、Cr、Ni、 W、Fe和Si单质块状原料完全熔化成熔液，将Ni包覆的电解Mn单质原料从顶部料斗加入坩埚中与熔液混合精炼2min～5min，得到钴基多元高温母合金；

步骤三、将步骤二中得到的钴基多元高温母合金放置于真空感应熔炼炉的坩埚内进行二次重熔，得到圆柱形的钴基多元高温合金铸坯粗品；所述二次重熔的真空度为10^-2MPa～10^-3MPa，温度为1200℃～1600℃，时间为0.5h～2h；

步骤四、将步骤三中得到的圆柱形的钴基多元高温合金铸坯粗品的头部、尾部和侧面均进行修料处理去除缩孔及侧面气孔，然后进行规圆处理去除棱角，得到钴基多元高温合金铸坯；

步骤五、将步骤四中得到的钴基多元高温合金铸坯置于旋锻机中，沿着钴基多元高温合金铸坯中轴线进行换向锻造，使得钴基多元高温合金铸坯减径伸长，得到钴基多元高温合金坯料；