[发明专利]用于钎焊钼铼合金箔材的钎料及制备方法和钎焊工艺

说明书

技术领域

本发明涉及用于钎焊钼铼合金箔材的钎料及制备方法和钎焊工艺，属于高温钎焊领域。

背景技术

钼铼合金具有熔点高、高温性能好、导热及导电性能好、膨胀系数小、抗热震性能好、抗磨损性能和抗腐蚀性能强、高声速等特性，使其在化学、冶金及金属加工、电子工业、航空航天和核工业以及军事等领域获得广泛的应用，且是非常有应用前景的难熔金属材料之一。随着对钼及钼合金的进一步研究和在各个领域中更加广泛的应用，开展钼合金焊接技术的研究工作显得尤为重要和迫切，提高钼铼合金的焊接性、获得优质焊接接头是进一步拓宽钼铼合金应用范围的重要条件。

钼铼合金是高温难熔金属合金，由于其本身的特点，使得钼铼合金的焊接还存在很多的问题。钼铼合金对氧、碳、氮十分敏感，其中氧影响最大，具有高温氧化的特点。在焊接过程中，微量的氧元素都会使钼铼合金形成淬硬相并在晶界处偏析；在焊接接头中还会产生很大热应力，导致焊接裂纹增大；在高温下，钼铼合金中的钼元素还会迅速氧化，形成一层氧化膜，阻碍焊接过程进行；钼铼合金焊接接头中出现的缺陷主要是气孔和裂纹。本发明钼铼合金高温真空钎焊是在真空中进行，加热均匀，钎焊温度相对较低，避免了空气杂质污染及热循环造成的晶粒长大和沉淀硬化，是有极大发展前景的研究方向。

对于钼铼合金材料连接而言，钎焊特别是真空钎焊方法适合性更好。寻找一种性能优良和性价比高的填充材料，制定合理的焊接工艺是实现钼铼合金异种材料连接的关键。申请号为201610055931.0的中国专利公开了一种用于钎焊钼铼合金的钎料和制备方法及钎焊方法，润湿性比较差，而且不适宜薄壁件的钎焊。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于钎焊钼铼合金箔材的钎料及制备方法和钎焊工艺，钎料熔化温度较高，保证了焊件的高温性能，同时钎料熔化均匀，钎焊获得良好性能的连接接头。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于钎焊钼铼合金的钎料，所选钎料以重量百分比计的元素成分包括：Mn16％～26％，Si6％～9％，Cu2％～6％，Zr0％～3％，余量为Ni。

作为优选，所述钎焊用料由以下重量百分比的组分组成：Mn16％～26％，Si6％～9％，Cu2％～6％，Zr0％～3％，余量为Ni。

作为优选，所述钎焊用料由以下重量百分比的组分组成：Mn16％，Si9％，Cu2％，Zr0％，余量为Ni。

作为优选，所述钎料为箔片带状，厚度为20～50μm。

一种上述的用于钎焊钼铼合金的钎料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量称取合适的Mn、Si、Cu、Zr和Ni；

(2)将称取的Mn、Si、Cu、Zr、Ni装入电弧熔炼设备中抽真空，真空度在1×10^-3～1×10^-2Pa之间，然后充入氩气，再采用电弧加热进行合金化，反复熔炼6～10次；

(3)将钎料合金放入真空甩带机制成厚度为20～50μm的箔材，即完成制备用于钼铼合金钎焊的高温钎料。

一种上述的用于钎焊钼铼合金箔材的钎料的钎焊工艺，包括以下步骤：

(1)准备阶段：对待钎焊的钼铼合金试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W7号金相砂纸进行研磨光滑，将钼铼合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15～20min，并进行烘干处理；

(2)装配阶段：将清洗后的钎料箔片置于钼铼合金母材待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.01～0.02MPa的恒定垂直压力；

(3)钎焊连接阶段：将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5×10^-3Pa的钎焊设备中，首先以5～9℃/min的速率升温至300～350℃，保温25～35min，再以4～6℃/min的速率升温至700～850℃，保温时间15～20min，再以6～10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1020～1100℃，保温时间10～45min，然后以5℃/min冷却至450℃～500℃，随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。