CN101439430A

CN101439430A - 一种钎焊方法

Info

Publication number: CN101439430A
Application number: CNA2008102469206A
Authority: CN
Inventors: 杜静; 曲伸; 桓恒; 孔庆吉; 金莹; 杨烁; 张磊先
Original assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: CN101439430B

Abstract

一种钎焊方法，属于焊接技术领域，包括定位钎料、固定叶片和耐磨片、装入真空室并对真空室抽真空、给真空室充入氩气、引燃电弧、钎焊步骤，其中钎料为B－Ni65CoCrWBMoAlNb钎料，钎焊操作参数为，电流8～32A，电弧长度10～40mm。采用本发明的钎焊方法制备的钎焊接头拉伸强度(σb)可达545MPa，剪切强度(τ)可达131MPa，在撕裂试验装置上进行耐磨片的撕裂试验，去除耐磨片的剪切力值大于980N。

Description

一种钎焊方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种钎焊方法。

背景技术

航空发动机低压涡轮工作叶片工作时承受静载荷、动载荷和(热)循环载荷等作用，叶冠接触处由于振动和接触应力而产生磨损。为提高接触表面的耐磨性，需要在接触表面上制备耐磨层。目前国内常用的方法是氩弧焊堆焊耐磨合金Co-Cr-W或者Co-Cr-Mo和喷涂等方法，国外采用钎焊耐磨片的方法制备耐磨层已获得成功。国内对钎焊方法制备耐磨层也进行了部分研究，根据低压涡轮工作叶片材料和结构的特点，采用常规的炉中钎焊、火焰钎焊、烙铁钎焊及感应钎焊等方法不能满足低压涡轮工作叶片耐磨片的钎焊要求，上述方法容易造成叶片变形、组织转化和接头性能满足不了使用要求等问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种钎焊方法，目的在于解决镍基合金叶片钎焊耐磨片后，耐磨片的钎焊质量和剪切性能满足使用要求的问题。

本发明的钎焊方法采用的新型钎料为B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料，该钎料的化学成分按重量百分比为Cr7.5～9.5％，W7.0～10.0％，Co8.5～10.5％，Mo1.4～2.2％，Al1.35～2.05％，Nb0.5～2.1％，B2.5～3.0％，C0.10～0.15％，余量为Ni。

本发明中B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料采用急冷凝固技术制备：将纯度大于99.99％的各成分原料按上述配比混合，通过真空感应熔炼制备成合金锭，经过物理破碎成小于1cm³的碎块，装入石英管或者坩埚内，通过感应加入熔化后，通入惰性气体，使合金熔体在惰性气体压力下被喷吹到转动的辊轮表面，熔体在与辊轮表面接触瞬间凝固，并在辊轮转动的离心力作用下以薄带的形式抛射，形成箔带状B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料，厚度为0.025～0.040mm。

本发明的钎焊方法包括打磨、清洗、定位钎料、采用夹具固定叶片和耐磨片、装入真空室并对真空室抽真空、给真空室充入氩气、引燃电弧、钎焊步骤。

采用以上步骤在低压涡轮工作叶片上钎焊耐磨片，其中钎焊的操作方法为：将真空室抽真空至压力低于5×10^-3Pa，给空心电极通入氩气，流量为1～8L/h，并保持真空室的压力低于1×10^-2Pa，引燃电弧，开始钎焊，操作参数为，电流8～32A，电弧长度10～40mm。

采用本发明的钎焊方法制备的钎焊接头拉伸强度(σb)可达545MPa，剪切强度(τ)可达131MPa，在撕裂试验装置上进行耐磨片的撕裂试验，去除耐磨片的剪切力值大于980N；采用该方法钎焊耐磨片的低压涡轮叶片满足技术要求，通过试车考核。本发明的钎焊方法适用于其他镍基发动机叶片的镍基耐磨片钎焊，具有良好的应用前景。

具体实施方式

本发明实施例中采用的钎料为箔带状B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料，其成分按重量百分比为Cr7.5～9.5％，W7.0～10.0％，Co8.5～10.5％，Mo1.4～2.2％，Al1.35～2.05％，Nb0.5～2.1％，B2.5～3.0％，C0.10～0.15％，余量为Ni。

本发明实施例中采用的真空电弧钎焊设备型号为ДPΠK。

本发明实施例中采用的低压涡轮工作叶片材质为K465合金，耐磨片材质为BЖЛ2，均为镍基合金。

实施例1

采用箔带状B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料作为钎焊钎料，在低压涡轮工作叶片上钎焊耐磨片，通过定位钎料、采用专用夹具固定叶片和耐磨片后，装入真空室中，将真空室抽真空至压力低于5×10^-3Pa，给空心电极通入氩气，流量为1L/h，并保持真空室的压力低于1×10^-2Pa，引燃电弧，开始钎焊，操作参数为，电流8～16A，电弧长度10～20mm。

通过试样进行钎焊试验，对钎焊接头在660℃条件下进行拉伸强度(σb)测试和剪切强度(τ)测试，测试结果拉伸强度为448.3MPa，剪切强度为198.4MPa。

通过试样进行真空钎焊试验，采用按上述钎焊方法焊接的低压涡轮工作叶片进行撕裂试验，去除耐磨片的剪切力值分别为1800N、2800N、3580N，平均值为2727N。

实施例2

采用箔带状B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料作为钎焊钎料，在低压涡轮工作叶片上钎焊耐磨片，通过定位钎料、采用夹具固定叶片和耐磨片后，装入真空室中，将真空室抽真空至压力低于5×10^-3Pa，给空心电极通入氩气，流量为5L/h，并保持真空室的压力低于1×10^-2Pa，引燃电弧，开始钎焊，操作参数为，电流8～16A，电弧长度20～30mm。

通过试样进行真空钎焊试验，对钎焊接头在800℃条件下进行拉伸强度(σb)测试和剪切强度(τ)测试，测试结果拉伸强度为465MPa，剪切强度为127.8MPa。

实施例3

采用箔带状B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料作为钎焊钎料，在低压涡轮工作叶片上钎焊耐磨片，通过定位钎料、采用夹具固定叶片和耐磨片后，装入真空室中，将真空室抽真空至压力低于5×10^-3Pa，给空心电极通入氩气，流量为8L/h，并保持真空室的压力低于1×10^-2Pa，引燃电弧，开始钎焊，操作参数为，电流8～16A，电弧长度30～40mm。

通过试样进行真空钎焊试验，对钎焊完成后的钎焊接头在970℃条件下进行拉伸强度(σb)测试和剪切强度(τ)测试，测试结果拉伸强度为545MPa，剪切强度为131MPa。

Claims

1、一种钎焊方法，包括定位钎料、固定叶片和耐磨片、装入真空室并对真空室抽真空、给真空室充入氩气、引燃电弧、钎焊步骤；其特征在于：(1)采用B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料作为钎焊钎料；(2)将真空室抽真空至压力低于5×10^-3Pa；(3)给空心电极通入氩气，流量为1～8L/h，并保持真空室的压力低于1×10^-2Pa；(4)引燃电弧(5)钎焊操作参数为，电流8～32A，电弧长度10～40mm。

2、根据权利要求1所述的一种钎焊方法，其特征在于所述的B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料的化学成分按重量百分比为Cr7.5～9.5％，W7.0～10.0％，Co8.5～10.5％，Mo1.4～2.2％，Al1.35～2.05％，Nb0.5～2.1％，B2.5～3.0％，C0.10～0.15％，余量为Ni。

3、根据权利要求1所述的一种钎焊方法，其特征在于所述的B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料为箔带状，厚度为0.025～0.040mm。

4、根据权利要求1所述的一种钎焊方法，其特征在于所述的叶片为发动机叶片，材质为镍基合金，所述的耐磨片为镍基合金。