[發(fā)明專利]一種鈦基釬料及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111872594A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍偉民;劉全明;鐘素娟;馬佳;潘建軍;糾永濤;于新泉;于奇
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州機械研究所有限公司
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本發(fā)明涉及鈦基釬料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鈦基釬料及其制備方法和應(yīng)用。一種鈦基釬料，主要由如下質(zhì)量百分比的組分組成：Zr 35％～37.5％、Cu 12.5％～15％、Ni 7.5％～10％、Ti 32.55％～44.99％和功能金屬0.01％～5％；所述功能金屬包括Sn或V。通過在Zr、Cu、Ni、Ti中加入Sn或V，各組分的協(xié)調(diào)配合作用，得到的鈦基釬料具有低熔蝕，高強韌的特點。本發(fā)明所述的鈦基釬料的制備方法采用特定的真空熔煉，得到合金鑄錠，再采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法，工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，對促進鈦合金、鈦鋁合金等高溫合金的使用范圍具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦基釬料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鈦基釬料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

伴隨鈦合金在航空、航天、造船、武器或其他民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，釬焊作為一項精密焊接技術(shù)在涉及鈦合金復(fù)雜件和精密件、陶瓷/石墨與鈦合金功能件、鈦與鋼異種金屬結(jié)構(gòu)件、TiAl基合金/鈦基復(fù)合材料等連接領(lǐng)域優(yōu)勢突出，甚至為某些新材料僅有可行的連接技術(shù)。現(xiàn)代釬焊技術(shù)發(fā)展要求接頭和基體性能水平相一致，而鈦基釬料憑借焊接強度高和耐蝕、耐熱性好等突出優(yōu)勢成為涉及鈦基材料釬焊的首選釬料。

目前國內(nèi)外鈦基釬料成分涉及Ti-Cu-Ni，Ti-Zr-Cu，Ti-Zr-Ni，Ti-Zr-Be， Ti-Zr-Cu-Ni，Ti-Cu-Ni-Be，Ti-Zr-Cu-Ni，Ti-Zr-Cu-Ni-Co，Ti-Zr-Cu-Ni-Fe 等多元合金體系。鈦基釬料多以粉末(膏狀)、疊層和非晶箔帶三種形態(tài)使用，其中粉末便于自動點膠和絲網(wǎng)印刷，仍為各行業(yè)應(yīng)用主流形態(tài)；在無成熟真空或惰性氣體保護設(shè)備下，發(fā)展了疊層狀釬料；伴隨急冷快淬技術(shù)發(fā)展，非晶箔帶制備取得成功，但當前仍受材料成分和尺寸限制。目前市場上商用鈦基釬料無法滿足鈦基材料高質(zhì)量真空釬焊要求，通常接頭呈現(xiàn)焊縫泄露、晶間熔蝕、釬料團聚等缺陷。究其原因：1)釬料對氣體、夾雜物含量要求不明確，致釬焊質(zhì)量不穩(wěn)定；2)釬焊過程中Cu、Ni元素加速擴散與基體反應(yīng)，基體發(fā)生晶間熔蝕并形成脆性擴散層，致接頭安全隱患大；3)釬料潤濕性、釬著率不理想，焊縫周邊形成殘留物，超標多余物致構(gòu)件功能失效。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種鈦基釬料，通過在Zr、Cu、Ni、Ti 中加入Sn或V，各組分的協(xié)調(diào)配合作用，得到的鈦基釬料具有低熔蝕，高強韌的特點。

本發(fā)明的另一個目的在于提供如上所述的鈦基釬料的制備方法，生產(chǎn)成本低、制備方法簡單，并且適合大規(guī)模生產(chǎn)，滿足不同材料和構(gòu)件的釬焊要求，可擴大釬料在高溫合金領(lǐng)域用途，對促進鈦合金、鈦鋁合金等高溫合金的使用范圍具有重要意義。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種所述的鈦基釬料在鈦合金、難熔金屬及其合金、高溫合金、不銹鋼及陶瓷材料的釬焊及擴散焊接中的應(yīng)用，可進一步提高焊接質(zhì)量。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種鈦基釬料，主要由如下質(zhì)量百分比的組分組成：

Zr 35％～37.5％、Cu 12.5％～15％、Ni 7.5％～10％、Ti 32.55％～44.99％和功能金屬0.01％～5％；

所述功能金屬包括Sn或V。

優(yōu)選地，主要由如下質(zhì)量百分比的組分組成：

Zr 35％～37.5％、Cu 12.5％～15％、Ni 7.5％～10％、V 0.01％～1.5％和Ti36.05～44.99％。

優(yōu)選地，主要由如下質(zhì)量百分比的組分組成：

Zr 37％～37.5％、Cu 14.25％～14.5％、Ni 9.25％～9.5％、Sn 3％～5％和Ti34.25％～35.75％。