[發明專利]一種新型γ-TiAl合金置氫高溫釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710467561.6
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107186386B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 鄭蘭霞;楊彥濤;范龍;張豫徽;岳鵬
• 申請（專利權）人: 黃河水利職業技術學院
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/40
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 趙繼福

本發明公開了一種γ?TiAl合金置氫高溫釬料，所用物料及其重量配比為：TiH2粉占總重量的63～68wt.%，Ni粉占總重量的13～16wt.%，Cu粉占總重量的13～16wt.%，V粉占總重量的0.2～0.5wt.%，C粉占總重量的0.1～0.3wt.%。本發明中的釬料制備所需設備簡單，制備過程簡便，不含有Ag等貴金屬，成本相對較低，制備的釬料為粉末形態，能夠滿足不同形狀接頭釬焊的需要。使用此前料所得到的γ?TiAl合金釬焊接頭性能優越，在高溫下仍然具有較好的力學性能，可用于γ?TiAl合金構件的制造，尤其是高溫環境使用構件的制備。

技術領域

本發明涉及釬料材料領域，具體為一種可釬焊γ-TiAl合金并且接頭具有良好高溫力學性能的新型置氫Ti基高溫釬料及其制備方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有高比強，耐腐蝕、高彈性模量的優點，γ-TiAl合金還具有高溫抗蠕變的特點，是航空航天材料中最具發展潛力的一類材料。γ-TiAl合金與高溫合金及高溫陶瓷材料的性能對比，γ-TiAl基合金的比強度比壽命、導熱性，韌性及可加工性均優于或接近于高溫合金，而密度卻大為減少，是650~1000℃使用的最佳候選材料。此外，γ-TiAl合金憑借比強度高、剛性好、良好的高溫力學性能等優點，被認為在航空、航天、汽車等領域有著廣泛的應用前景。但是γ-TiAl合金在實際生產應用過程中，必然會涉及焊接問題，包括其自身的焊接及與其它材料的焊接。γ-TiAl合金熔點高，硬度大，國內外學者對γ-TiAl合金的焊接展開了相關研究，根據當今文獻及相關報道表明，使用釬焊方法連接γ-TiAl合金是一種較為合適的方法。但對于釬焊γ-TiAl合金，難點則在于釬料與母材極易發生反應，并生成脆性相，從而從某種程度上降低了接頭性能，也就意味著界面結構的控制對于TiAl合金的連接有著極其重要的意義。現有釬料大體上可分為Al基、Ag基、Ni基、Ti基四大類釬料。Al基釬料包括純Al、BAlSi-4等釬料；Ag基釬料包括純Ag、BAg-8、Ag-Cu共晶釬料、Ag-Cu-Ni-Ti、Ag-Cu-Ni-Li；Ni基包括BNi-2、Ni-Cr-B-Si等釬料；Ti基釬料包括Ti-Ni、Ti-15Cu-15Ni、Ti-Zr-Ni-Cu等釬料。但是現有釬料存在以下問題：1、對母材的溶蝕較嚴重，接頭處出現大量穩定的TiAl₃相，焊接接頭強度較低。2、Ag基釬料釬焊時，銀不與TiAl基體反應，但是銅與TiAl反應劇烈并形成連續的反應層，在界面處可以觀察到Ti3Al相，AlCuTi相和AlCu₂Ti相，接頭強度隨著環境溫度的升高而急劇降低。3、使用Ni基高溫釬料釬焊TiAl合金，釬縫與母材間生成AlNi2Ti層，導致硬度增加，同時脆性增大，影響接頭強度。4、Ti基釬料常常使用Cu元素降低釬料熔點，但溫度較低時元素擴散不充分，而較高時生成的脆性反應層厚度太大，影響接頭強度的提高。5、釬焊效果較好的釬料成本高，例如Ag基釬料的價格為4500元/千克。6、現有釬料大部分釬料為圓環狀或箔片狀釬料，不能滿足特殊形式接頭的需求。

因此，提供一種價格相對較低的新型γ-TiAl合金高溫粉末釬料則重要的現實意義和緊迫性。

發明內容

為了克服上述現有技術中γ-TiAl合金釬焊接頭800℃左右工作環境下，強度大幅較低，所用釬料成本較高、釬料很難獲得廣泛的應用、適用接頭形式受限這一問題，本發明提供一種價格相對較低，且γ-TiAl合金釬焊接頭800℃左右環境下強度較高的新型釬料及其制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種新型γ-TiAl合金置氫高溫釬料，其特征在于：所用物料及其重量配比為：TiH₂粉占總重量的63～68wt.%，Ni粉占總重量的13～16wt.%，Cu粉占總重量的13～16wt.%，V粉占總重量的0.2～0.5wt.%，C粉占總重量的0.1～0.3wt.%。