[发明专利]一种用于真空钎焊高氮钢的钎料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于真空钎焊高氮钢的钎料，是由按重量份计的25‑28份Pd、39‑46份Ni、36‑39份Cr、2.8‑5.8份镀钒镍石墨烯、12‑15份Mn、7‑11份Re、6‑9份Si和2‑5.5份B组成。制备时包括如下步骤：第一步，先称量蒸馏水、水基粘结剂、丙酮和酒精，并按照比例配置Pd、Ni、Cr、镀钒镍石墨烯、Mn、Re、Si、B原料合金粉末，研磨至106‑150微米后备用；第二步，将第一步得到的丙酮、酒精、水基粘结剂和蒸馏水置入烧杯中，搅拌，得到无沉淀溶液；第三步，取第一步得到的原料合金粉末45‑70份，加入辅助添加剂12‑18份后，加入第二步得到的溶液中，搅拌，并抽真空，制得膏状钎料。本发明钎料在钎焊时，克服了传统焊接容易产生气孔的缺点，使得氮元素几乎无损失，保证高氮钢母材的组织均一性。

技术领域

本发明涉及高氮钢焊接技术领域，尤其是涉及一种用于真空钎焊高氮钢的钎料及其制备方法。

背景技术

高氮钢具有耐腐蚀、耐氧化、耐磨损以及力学性能优异等优点，是航空、船舶及兵器等装备制造的重要材料之一，而高氮钢焊接技术则是决定其应用范畴的重要工艺环节。目前，高氮钢焊接技术主要以摩擦焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、气保焊、激光及其复合焊等为主，然而，由于焊接时温度较高，且高氮钢自身氮含量较高，焊接过程中常会出现母材氮析出引起的焊接气孔问题，进而诱发其他硬脆相出现，弱化材料性能，降低焊接接头的综合性能。

气保焊在一定程度上可以抑制高氮钢焊接时的氮流失，例如，中国专利《高氮钢加压焊接用装置及利用该装置焊接高氮钢的方法》（申请号201610976054.0），提供了一种通过控制焊接保护气体组成、总压力以及冷却参数保持高氮钢焊缝中氮含量稳定，同时提高高氮钢焊缝机械性能的焊接方法。《一种高氮钢的双层气流保护TIG 焊接方法》（ZL201210250419.3），提供了一种通过钨极惰性气体保护焊接防止高氮钢焊缝氮元素容易溢出的方法。然而，上述焊接方法由于需要使用保护气体，操作不便，且不能兼顾氮元素流失、母材熔化和焊缝深度、宽度比值选择等问题。

真空钎焊是一种利用热辐射对真空中待焊零件均匀加热进行焊接的方法，由于能量集中、热效率高，可以迅速加热待焊材料的局部至焊接温度，避免杂质元素参与反应过程，减少或避免钎焊缺陷的产生，接头强度高、焊接质量好。但是，将真空钎焊方法引入到高氮钢焊接（即高氮钢和高氮钢的焊接），特别是针对1Cr26Mn22N的自制高氮钢（由0.9-2.1份N、51-65份Fe、1.9-2.7份Ni、23-28份Cr、19-25份Mn、1.2-1.6份Mo、0.2-0.6份C、0.02-0.05份S、0.05-0.08份P和0.5-0.8份Si（重量份计）组成）之间的焊接，由于现有钎料一方面无法避免高氮钢中氮元素的析出、无法确保高氮钢基体母材连接的组织均一性，另一方面钎焊过程中由于氮的析出容易产生气孔，无法保证高氮钢的连接强度和使用寿命。目前未见钎焊高氮钢焊接用钎料方面的资料报道。

发明内容

本发明提供一种焊接时母材不熔化、氮元素不流失、无需选择焊缝深度和宽度比值的用于真空钎焊高氮钢的钎料，同时提供该种钎料的制备方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的用于真空钎焊高氮钢的钎料，按重量份计，所述钎料由25-28份Pd、39-46份Ni、36-39份Cr、2.8-5.8份镀钒镍石墨烯、12-15份Mn、7-11份Re、6-9份Si和2-5.5份B组成。

所述镀钒镍石墨烯以氧化石墨烯为原料，依次进行粗化、敏化、还原、洗涤、干燥，然后采用直流电沉积在石墨烯表面镀钒镍合金，再采用直流磁控溅射法在镀钒镍合金后的石墨烯表面沉积金属钼离子，研磨，制得镀钒镍石墨烯粉末。

所述用于真空钎焊高氮钢的钎料的制备方法，包括如下步骤：