[發明專利]一種DD5單晶合金的釬焊方法

有效

• 申請號: 201310578699.5
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103624353A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 杜靜;金瑩;楊澗石;李文學;張磊先
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/19;B23K1/20;B23K35/30
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 鄭虹

技術領域

本發明屬釬焊技術領域，特別涉及一種DD5單晶合金的釬焊方法。?

背景技術

航空發動機的熱端部件是服役于極端環境條件下的關鍵部件，其工作條件最為苛刻，除了需要承受氣動負荷、離心負荷和振動負荷之外，同時還承受高溫、熱沖擊等作用，使用性能要求很高。DD5單晶合金材料具有高熱強性和良好綜合性能，能夠滿足熱端部件的使用要求。目前國內對于DD5合金的連接技術未見報道。為滿足DD5合金的連接需求，開展了DD5單晶合金釬焊工藝研究工作，采用一種鎳基釬料進行了釬焊工藝試驗，掌握了DD5合金的釬焊技術，實現DD5合金的釬焊連接。????

對于單晶合金的連接技術，采用一般的熔焊工藝，焊接時焊縫部位的合金熔化重新結晶，會破壞單晶合金的單晶組織狀態，而釬焊工藝，是在釬焊過程中釬料熔化，單晶合金不熔化，靠熔化的釬料形成焊縫，實現連接，這樣就不會破壞材料的單晶組織狀態，是實現單晶合金材料連接的一種很好的連接工藝。

發明內容

針對上述問題，本發明根據DD5合金零件的使用工況特點，選擇了鎳基釬料進行釬焊工藝試驗，測試釬焊接頭性能，研究釬焊熱循環對DD5合金材料性能的影響，研究確定最佳的釬焊工藝方案，并實施了DD5合金零件的釬焊，釬焊質量滿足驗收標準要求。?

本發明一種DD5單晶合金的釬焊方法，按照以下步驟進行：?

（1）試樣清理

對DD5合金試樣的待焊面采用機械打磨的方法清除表面氧化皮，然后依次用汽油、酒精將待焊試樣清洗干凈，去除試樣表面油污及臟污；

（2）試樣裝配

在夾具上，用高溫合金薄片和儲能點焊法將試樣裝配定位，保證試樣間的釬焊間隙在0.1mm；

（3）涂敷涂料

首先將粒度為-150目～-300目粉狀釬料與粘結劑混合調配成膏狀釬料，粘結劑質量占膏狀釬料的8～12%，然后將膏狀釬料裝入涂敷器，最后將膏狀釬料涂敷在試樣待焊處，釬料涂敷量要能夠填滿釬焊間隙；

（4）烘干

將涂好釬料的試樣放入恒溫烘干箱中（130～180）℃保溫（1～3）h烘干；

（5）真空釬焊

將試樣放到真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊試驗工藝參數如下：以5～20℃/min的速度升溫至500～550℃，保溫10～30min；以5～20℃/min的速度升溫至1120～1160℃，保溫10～30min；再以5～20℃/min的速度升溫至1200～1230℃，保溫20～60min；爐冷到1000℃以下，充1～2個巴的氬氣快冷，冷卻到80℃以下出爐。

所述釬料為B-Ni55NbCoWCrAlSiMoTi釬料。?

將釬焊后的試樣按標準拉伸試樣進行加工，然后進行性能測試，釬焊接頭拉伸性能測試是在AG－250KNE電子拉力試驗機上進行的，測試釬焊接頭在980℃的平均拉伸強度為251?MPa。?

本發明所研究的釬焊工藝，能夠實現DD5合金零件的釬焊連接，釬焊接頭強度滿足使用要求，DD5合金在經過釬焊熱循環后，980℃高溫瞬時抗拉強度平均為580?MPa，與DD5合金技術條件相比下降17％，1093℃高溫持久性能滿足技術條件要求，采用上述釬焊工藝釬焊了DD5合金零件100余件，釬焊合格率達95％以上，釬焊質量滿足驗收標準要求，釬焊的零件已裝機試車考核。?

附圖說明

圖1是釬焊接頭的拉伸、持久試樣示意圖。?

具體實施方式

本發明釬焊試驗所用材料為DD5合金及一種鎳基釬料（主要化學成分見表1和表2），本發明恒溫烘干箱型號為DFH恒溫烘干箱，真空釬焊爐的型號為VEQ5654-6。?

表1??DD5合金主要化學成分（wt%）?

表2??B-Ni55NbCoWCrAlSiMoTi釬料主要化學成分???（wt%）

實施例1

按圖1加工DD5合金試樣，直徑Φ13，長33mm，每個拉伸試樣是由兩個上述試樣對接釬焊而成。

（1）試樣清理?

對試樣的待焊面采用機械打磨的方法清除表面氧化皮，然后依次用汽油、酒精將待焊試樣清洗干凈，去除試樣表面油污及臟污。

（2）試樣裝配?

在專用夾具上，用高溫合金薄片和儲能點焊法將試樣裝配定位，保證試樣間的釬焊間隙在0.1mm。

（3）涂敷涂料?