[發明專利]一種鎳基無硼釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610008886.3
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105479037B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王翠萍;劉興軍;羅俊夫;楊水源;周小龍;張錦彬;施展;盧勇;韓佳甲;黃藝雄
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種合金釬料，尤其是涉及一種鎳基無硼釬料及其制備方法。

背景技術

鎳基釬料具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化及高溫強度高等特點，通常用于不銹鋼和多種高溫合金的釬焊，在機械、化工、石油、航空、航天、能源和原子能等工業領域中得到了廣泛的應用(周玉林.鎳基釬料粉末的應用與發展[J].粉末冶金技術.1985,02)。

現今，國內外已有的標準鎳基釬料普遍含有硅(Si)、硼(B)等降熔元素，尤其是硼元素，在實際釬焊過程中，很容易在接頭處析出脆性相，導致接頭變脆(熊華平，趙海生，潘暉等.一種高溫釬焊用鐵鎳基釬料[P].CN 201310541371.6)。同時，硼元素的熱中子俘獲界面大，對中子的吸收能力強，而在有關原子能工業，許多要求低吸收中子的應用實例中不能加入硼元素(秦優瓊，孫磊，于治水.一種用于釬焊不銹鋼的釬料及其制備方法[P].CN 201310606142.8)。因此，開發鎳基無硼釬焊材料顯得十分重要。

然而，硼元素是鎳基釬料中非常重要的元素，它在釬料中起著降低熔點、提高其潤濕性和流動性等焊接工藝性能的作用(張啟運，莊鴻壽.釬焊手冊[M].1998)。沒有硼元素，將導致釬焊溫度升高，工藝性能惡化，因而在研制鎳基無硼釬料時，關鍵技術就是如何降低釬料熔點，同時又保持良好的工藝性能。

專利CN200810204175.9公開一種不銹鋼真空釬焊用釬料及其制備方法，不含硼的鎳基非晶釬料的成分為單質鐵(33～37wt％)、硅(8～12wt％)、余量為鎳。該專利制備方法是將各原材料電弧熔煉均勻，然后通過真空甩帶技術獲得非晶態薄帶。該專利利用硅降低釬料熔點，增加流動性；利用鐵的固溶來提高強度；制成非晶態使成分更均勻、增強流動性和潤濕性。該專利存在的主要缺點是：①該釬料的熔點達到1158℃，這樣會使釬焊溫度高于大多數不銹鋼和鎳基高溫合金的固溶處理溫度1150～1200℃，導致母材性能受損(吳晶，唐欣，廖高兵.一種釬焊高溫合金用無硼釬料及其焊接工藝[P].CN 201410337590.7)。②制成非晶薄帶，成形尺寸收到限制，另外使工藝復雜化。

專利CN200410042563.3公開一種含鈀鎳基多元合金高溫釬焊料，鎳基無硼釬料的成分為單質鈀(20～30wt％)、金(15～25wt％)、鐵(10～20wt％)、鈷(2～8wt％)、鎢(0.5～6wt％)、余量為鎳。該發明利用鈀降低釬料熔點、改善釬料流動性、提高釬料熔點；利用金形成低熔點固溶體，降低釬料熔點、提高釬料的潤濕性；利用其他合金元素提高釬料強度。該專利中添加了大量的鈀和金，這大大地提高了其生產成本。

專利CN 93118738公開一種Ni-P-Cu系鎳基釬焊料，含磷的鎳基釬料的成分為單質磷(10～14wt％)、銅(5～20wt％)、余量為鎳。其制備方法是將原材料在中頻感應爐中通電加熱熔煉均勻，然后進行氣體霧化制粉，獲得粉末狀釬料。該發明利用磷、銅降低釬料熔點、提高潤濕性。該專利制備工藝復雜，質量難以保證；并且添加了較多的磷，使釬料很脆，難以制成塊狀和薄帶狀。

發明內容

本發明的目的在于提供不含硼元素、熔點較低、工藝性能良好、成本較低的一種鎳基無硼釬料及其制備方法。

所述鎳基無硼釬料按質量百分比的組成為：Zr 5％～13％、Si 4％～12％、Co 5％～20％、Ti 0％～7％、Ge 0％～5％，余量為Ni。

所述鎳基無硼釬料的制備方法，包括以下步驟：

1)將全部原料放入電弧熔煉爐中，在氬氣保護氣氛下加大電流至150～250A，使全部原料熔煉均勻，得鑄態合金；

2)在氬氣氣氛中，將熔煉得到的鑄態合金進行均質化退火，即得到所述鎳基無硼釬料。

在步驟2)中，所述均質化退火的條件可在800℃進行均質化退火7天。

本發明制備的鎳基無硼釬料可制成塊狀和薄帶。

與現有的鎳基釬料相比，本發明具有以下優點：

1.本發明制備的鎳基釬料，不含硼元素，同時具有較低的熔化溫度和優良的焊接工藝性能。

2.本發明的鎳基無硼釬料熔化溫度較低，在1050～1100℃之間。