[发明专利]用于Ti3Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料

说明书

技术领域

本发明是一种用于Ti₃Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，属于焊接技术领域。

背景技术

Ti₃Al合金具有低密度、高比强度、良好的高温抗氧化、抗蠕变性能，是非常具有发展前途的轻质耐高温结构材料。其与普通钛合金密度相当，而具有更高的工作温度，而与镍基高温合金相比，其密度又很低，因此Ti₃Al合金将可在多个应用领域内取代钛合金及高温合金如航空、航天飞行器中的高温部件。

为了扩大Ti₃Al合金的工程化应用，焊接技术显得非常重要，包括Ti₃Al合金自身及Ti₃Al合金与其它金属的连接。钎焊是一种适于连接Ti₃Al合金的方法。当前国内外对Ti₃Al合金的钎焊研究主要集中在自身连接上。

发明内容

本发明正是针对目前对Ti₃Al与其它金属连接研究较少的情况和存在的不足而设计提供了一种用于Ti₃Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其目的是对Ti₃Al合金与镍基高温合金的钎焊进行深入研究，提高接头室、高温性能，拓宽Ti₃Al合金的工程应用领域。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提出了一种用于Ti₃Al与镍基高温合金钎焊的钛-锆-铁基钎料，其特征在于：该种钎料的化学成份及重量百分比为：Zr：20.0～30.0,Fe：7.0～12.9,Cu：2.0～8.0,Ni：2.0～6.0，Ti余量。

该技术方案为总的方案，该技术方案所述钛-锆-铁基钎料可以用来钎焊Ti₃Al合金与镍基高温合金，在保证钎料熔化温度和钎料性能的基础上，通过减少钎料中与Ti元素反应剧烈的Cu、Ni元素的含量，适当增加Fe元素含量，Fe元素与Ti元素反应程度较Cu、Ni元素与Ti元素反应程度弱，从而达到控制接头界面反应程度的目的，避免接头生成过多的脆性化合物相。

在上述总的方案的基础上，可以通过进一步调整Fe元素的含量，以达到进一步控制钎料与Ti₃Al合金的界面反应程度，避免生成过多的Ti-Fe脆性化合物相，降低接头性能，为此目的提出了两个化学成份及重量百分比的方案，分别为：Zr：20.0～30.0,Fe：8.0～12.0,Cu：2.0～8.0,Ni：2.0～6.0，Ti余量。

在上述总的方案的基础上，可以通过调整了Cu、Ni元素的含量，目的同样在于控制接头界面反应程度，避免接头生成过的的Ti-Cu、Ti-Ni或Ti-Cu-Ni脆性化合物相，降低接头性能，为此目的提出了两个化学成份及重量百分比的方案，分别为：Zr：20.0～30.0,Fe：8.0～12.0,Cu：3.0～7.0,Ni：2.0～6.0，Ti余量和Zr：20.0～30.0,Fe：8.0～12.0,Cu：3.0～7.0,Ni：3.0～5.0，Ti余量。

由于Cu、Ni元素与Ti元素反应程度比Fe元素剧烈，本专利钎料与传统的Ti-13Zr-21Cu-9Ni及Ti-15Cu-15Ni钎料相比，在考虑了钎料合金化的因素后，显著减少Cu、Ni元素含量，降低了接头中形成的脆性化合物相，从而达到提高接头性能的目的。

本专利钎料与Ag基钎料相比，原材料成本明显降低。与传统Ti-13Zr-21Cu-9Ni或Ti-15Cu-15Ni钎料相比，减少了成本较高Cu、Ni元素含量，而提高成本较低的Fe元素含量，可减少钎料生产的成本，对于利用该钎料进行钎焊生产而言，也可降低生产成本。

附图说明

图1为采用本发明技术方案钎料钎焊Ti₃Al/镍基高温合金GH536的接头组织的照片

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

表1给出了本发明技术方案所述钎料的成份及重量百分比组成。

表1本发明技术方案所述钎料的成分及重量百分比

制备上述钎料的方法是，首先在氩气保护条件下采用电弧熔炼方法将此钎料原料按配比称取后熔炼成合金锭，原料为纯度不低于99.0%的高纯Ti、Zr、Ni、Cu、Fe，然后使用下述方法之一制备钎料：

(1)采用氩气雾化制粉设备制备粉末状钎料；