[发明专利]一种含Au低熔点镍基合金、钎料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含Au低熔点镍基合金、钎料及其制备方法和应用，属于金属钎焊技术领域，含Au低熔点镍基合金其化学成分的质量百分比分别为：Cr：2~10%，Au：3~25%，Si：0.1~5%，Fe：1.5~4.5%，B：2.0~4.0%，La：0~1.0%，C：0~0.8%，余量为Ni，含Au低熔点镍基钎料包括含Au低熔点镍基合金。制备方法包括以下步骤：将含Au低熔点镍基合金制成非晶态薄片、粉末或焊膏。与传统镍基高温钎料相比显著降低钎料的熔点，本发明可以避免焊接过程中的高温对母材的性能损伤，使接头整体综合性能得到提升。

技术领域

本发明属于金属钎焊技术领域，更具体的说是涉及一种含Au低熔点镍基合金、钎料及其制备方法和应用。

背景技术

GH4169是一种镍基高温合金（国外牌号Inconel718），在650℃以下具有较高的强度和塑性、良好的抗疲劳和耐蚀性并拥有较好的焊接性能，被广泛应用于航空发动机涡轮盘、叶片、核工业结构件和石油管道等方面。其中δ相是稳定的共格相，正交晶系结构。δ相析出能够控制晶界迁移，起阻止晶粒长大的钉扎作用，另外适量的δ相还对提高合金塑性、降低缺口敏感性具有重要作用，δ相在980℃开始溶解，1020℃即可完全溶解。

目前，在使用BNi-2钎料对GH4169材料进行钎焊的过程中，钎焊温度较高（通常为1040℃），GH4169材料的组织被高温破坏，δ相溶解，晶粒长大，并且焊接区域存在较大的残余应力，导致材料的焊后高温持久性能受到严重的损伤，即使进行固溶和时效处理仍不能完全恢复到焊前状态。

为了尽可能提高GH4169高温合金焊后性能，较低的焊接温度成为钎焊材料的一个指标。

因此，如何研发一种具有较低的熔点，同时还具有良好的润湿、填缝能力和力学性能的含Au镍基钎料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种含Au低熔点镍基合金、钎料及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含Au低熔点镍基合金，其化学成分的质量百分比分别为：Cr：2~10%，Au：3~25%，Si：0.1~5%，Fe：1.5~4.5%，B：2.0~4.0%，La：0~1.0%，C：0~0.8%，余量为Ni。

本发明还提供一种含Au低熔点镍基钎料，包括上述含Au低熔点镍基合金。

进一步，上述含Au低熔点镍基钎料，还包括粘结剂，上述含Au低熔点镍基合金和粘结剂的质量比为1:（0.05-0.3）。

进一步，上述粘结剂为乙二醇。

本发明还提供一种含Au低熔点镍基合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照上述质量百分比称取各种高纯原料，上述各种高纯原料的纯度均不小于99.99%；

（2）将Ni原料分成三部分，将第一部分Ni原料和B原料混合制备Ni-B中间合金，将第二部分Ni原料和C原料混合制备Ni-C中间合金；

（3）将第三部分Ni原料、Cr原料、Au原料、Si原料、Fe原料、La原料、Ni-B中间合金和Ni-C中间合金混合均匀，在氩气的保护气氛下于电弧炉中加热熔炼，得到块状合金，即上述含Au低熔点镍基合金。

进一步，步骤（3）中，上述熔炼温度为1100-1300℃，熔炼时间为10-30分钟。

采用上述进一步技术方案的有益效果：以便于各元素充分扩散融合。

本发明还提供一种含Au低熔点镍基钎料的制备方法，包括以下步骤：

将上述含Au低熔点镍基合金制成非晶态薄片或粉末。