[發(fā)明專利]一種銅基釬料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310311768.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103358051B
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小強(qiáng);敖敬培;屈盛官;楊超;肖晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接釬料，特別涉及一種銅基釬料及其制備方法。

背景技術(shù)

氧化物彌散強(qiáng)化(Oxide?Dispersion?Strengthened簡(jiǎn)稱ODS)高溫合金是一種 含有超細(xì)氧化物質(zhì)點(diǎn)彌散強(qiáng)化的新型高溫合金，它與常規(guī)高溫合金中強(qiáng)化相在 高溫下溶于基體不同，其強(qiáng)化相Y₂O₃、Al₂O₃、ThO₂等氧化物微粒具有很好的 熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫下不溶解于基體且呈均勻彌散分布，使得這類 材料同時(shí)具有高溫力學(xué)性能好、高溫抗氧化和抗腐蝕性能優(yōu)異的綜合優(yōu)勢(shì)。因 此，在航空、航天以及能源等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。ODS高溫合金作為一 種新型結(jié)構(gòu)材料，為了擴(kuò)大其應(yīng)用，有必要解決其焊接問(wèn)題。

ODS高溫合金原則上不能采用熔焊方法連接，熔焊過(guò)程中會(huì)使金屬基體的 一些熔點(diǎn)高、密度又較金屬輕的氧化物質(zhì)點(diǎn)與液體金屬發(fā)生分離，并聚集成渣， 殘留在焊縫中或上浮集中到焊縫表面，這就從根本上破壞了材料原先的組成和 性能。田耘等于2011年第31卷第4期《航空材料學(xué)報(bào)》上發(fā)表的文章“MGH956 合金板材電子束焊和氬弧焊的接頭組織與性能研究”中采用了熔焊工藝連接 ODS高溫合金MGH956。研究結(jié)果表明熔焊使MGH956合金中彌散強(qiáng)化相明顯 粗化、數(shù)量減少，接頭組織中晶粒粗化、取向改變，并有孔洞形成，不僅導(dǎo)致 高溫強(qiáng)度明顯降低，而且低溫脆性傾向明顯加劇。

當(dāng)采用釬焊工藝連接這類材料時(shí)，由于母材沒(méi)有被加熱到液態(tài)，材料中的 非金屬組分（氧化物質(zhì)點(diǎn)）不會(huì)被分離出來(lái)，因此基本上保持了ODS高溫合金 原有的特殊組織結(jié)構(gòu)，能獲得較好的焊接結(jié)果。目前關(guān)于ODS高溫合金釬焊連 接的報(bào)道仍較少，已有報(bào)道的用于釬焊ODS高溫合金的釬料主要是鎳基釬料。 淮軍鋒等于2008年第9期《材料工程》上發(fā)表的文章“氧化物彌散強(qiáng)化高溫合 金MGH956的基本焊接性研究”中采用自制的鎳基釬料對(duì)ODS合金MGH956進(jìn) 行真空釬焊研究。研究結(jié)果表明采用鎳基釬料釬焊MGH956合金，可使釬料與 基體材料形成有效的冶金結(jié)合，從而獲得良好的釬縫成形。但是由于鎳基釬料 的釬焊溫度較高，對(duì)母材的溶解量較多，在基體擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)有顆粒氧化物和 孔洞在界面兩側(cè)附近聚集和長(zhǎng)大，以致對(duì)接頭的力學(xué)性能產(chǎn)生一定的弱化影響。 且鎳基釬料極脆，一般以粉末狀供應(yīng)，這限制了釬料的應(yīng)用范圍，特別難以適 應(yīng)裝配式精密釬焊的要求。另外，我國(guó)鎳資源饋乏，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種銅基釬 料，可應(yīng)用于ODS高溫合金焊接接頭，具有良好的釬焊工藝性能、耐熱耐腐蝕 性能和加工性能，且價(jià)格低廉。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述銅基釬料的制備方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種銅基釬料的制備方法，包括以下步驟：

（1）配料：以銅、錳、鎳、鈷、硅以及銅-鐵中間合金、銅-硼中間合金、 銅-混合稀土中間合金為原料；所述銅-鐵中間合金中的鐵的質(zhì)量百分比為4.95%～ 5.00%，余量為銅；所述銅-硼中間合金中的硼的質(zhì)量百分比為4.95%～5.00%， 余量為銅；所述銅-混合稀土中間合金中的混合稀土的質(zhì)量百分比為4.95%～ 5.00%，余量為銅；

按以下元素的質(zhì)量百分比配制爐料：

余量為銅；

（2）熔鑄：將配制好的爐料按錳、銅、鎳、鈷、硅、銅-硼中間合金、銅- 混合稀土中間合金、銅-鐵中間合金順序依次裝入剛玉坩堝，采用中頻感應(yīng)熔煉， 隨爐冷卻后得到合金坯料，熔煉過(guò)程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行；

（3）軋制：通過(guò)冷軋機(jī)對(duì)合金坯料進(jìn)行軋制，得到銅基釬料。

所述混合稀土由鈰、鑭兩種元素以任意比例組成。

步驟（2）所述采用中頻感應(yīng)熔煉，隨爐冷卻后得到合金坯料，具體為：

采用中頻感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1150～1200℃；待爐料全部熔化后，得 到合金熔體；將溫度提升到1250～1300℃，精煉10～20min后，合金熔體在坩 堝內(nèi)隨爐冷卻，獲得合金坯料。

步驟（3）所述通過(guò)冷軋機(jī)對(duì)合金坯料進(jìn)行軋制，具體為：