[發明專利]納米顆粒摻雜鈦基釬料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711104554.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN109773370A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 計富寶;田文舉
• 申請（專利權）人: 河南智聯寰宇知識產權運營有限公司
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種納米顆粒摻雜鈦基釬料，其步驟包括按照所述質量百分數稱取原料并將原料進行熔化得到熔融體，然后采用氣霧水冷霧化制粉工藝對所述熔融體進行霧化制粉得到鈦基釬料微粉，將所述鈦基釬料微粉與Si₃N₄顆粒混合并進行真空球磨處理，得到納米顆粒摻雜鈦基釬料。本發明還提供一種由所述的制備方法制得的納米顆粒摻雜鈦基釬料，所述納米顆粒摻雜鈦基釬料中顆粒尺寸小于200目的顆粒占所述納米顆粒摻雜鈦基釬料質量百分數大于等于52.5%。所述納米顆粒摻雜鈦基釬料能增加釬料的填充性能，進而改善了釬焊層與TiAl合金基體間的潤濕性和結合強度。

技術領域

本發明涉及釬焊材料技術領域，具體的說，涉及了一種納米顆粒摻雜鈦基釬料及其制備方法。

背景技術

TiAl合金作為一種輕質高溫結構材料，可以代替目前航空航天及民用工業常用的鎳基高溫合金、耐熱鋼及鈦合金。由于其具有優異的高溫綜合性能，特別適合制造先進發動機的壓氣機葉片和噴管中的相關部件。然而TiAl合金的本質脆性使其難于進行室溫壓力加工，從而限制了該合金的大范圍應用。

實現TiAl合金自身及其與其他材料的可靠連接對于推進TiAl合金在航空航天領域的進一步應用有著重要的作用。目前TiAl合金連接以釬焊為主，但普遍存在著釬焊接頭易形成微裂紋或釬縫中連續的銀基等固溶體組織強度較低，且其與TiAl母材的線膨脹系數差異較大等缺陷，從而導致了釬焊接頭強度不高

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

由鑒于此，本發明確有必要提供一種納米顆粒摻雜鈦基釬料及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種制備納米顆粒摻雜鈦基釬料的方法，其步驟包括：

（1）稱取原材料Cu粉、Zr粉以及中間合金Cu-Al、Cu-Ti和Cu-Ni，并稱取平均顆粒尺寸為5 nm～35 nm的Si₃N₄顆粒，所述Si₃N₄顆粒占所述納米顆粒摻雜鈦基釬料總質量的3%～15.3%；

（2）將稱取的Cu粉、Zr粉置于中頻真空冶煉爐坩堝中在氬氣保護下進行熔化，當完全溶化后加入稱取的中間合金Cu-Al、Cu-Ti和Cu-Ni進行混合熔煉銅液，當銅液成分以質量百分數計為Al 7.0%～9.8%、Zr 11.2%～19.3%、Ti 42.3%～53.7%、Ni 3.0%～7.8%，其余為Cu時，得到熔融體；

（3）采用氣霧水冷霧化制粉工藝對所述熔融體進行霧化制粉，得到鈦基釬料微粉，然后向所述鈦基釬料微粉中加入所述Si₃N₄顆粒并在真空條件下進行球磨混合10min～35min，制得納米顆粒摻雜鈦基釬料。

基于上述，所述步驟（3）中對所述熔融體進行霧化制粉時的霧化壓力為0.7MPa～1.2MPa，霧化噴嘴直徑為10mm～27mm。

需要說明的是，采用氣霧水冷霧化制粉方法將所述熔融體進行霧化制粉過程中，所用到的制粉裝置為該制粉通用的設備，包括盛料桶、冷取塔、噴嘴模具、澆口杯、中間包、高壓管道和氬氣瓶；所述盛料桶與所述冷取塔連通并且內部均盛有水，所述氬氣瓶通過所述高壓管道與所述噴嘴模具相連接，所述噴嘴模具包括上模具和下模具，所述上模具和所述下模具中部均開設有直徑為10mm～27mm的霧化噴嘴，所述澆口杯與位于所述上模具表面的霧化噴嘴相連接，所述下模具上還設置有高壓氣體流通槽，該高壓氣體流通槽與位于所述下模具表面的霧化噴嘴相連接。