CN101450428B - 一种不锈钢真空钎焊用钎料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢真空钎焊用钎料及其制备方法，该钎料成分为铁33～37％，硅8～12％，其余为镍。按合金成分配料，在氩气保护条件下进行电弧熔炼获得球状钎料合金，并经真空甩带技术获得非晶态箔带，然后可用于不锈钢的真空炉中钎焊。此种钎料合金制作简单熔点适中，延展性好，润湿及填缝性好，接头强度高并且不含B元素可广泛用于不锈钢钎焊的场合。

Description

一种不锈钢真空钎焊用钎料及其制备方法 

技术领域

本发明涉及的是一种不锈钢真空钎焊用钎料及其制备方法，尤其涉及一种不含B元素的高温钎焊用三元镍基钎料，原材料资源丰富、钎料容易制取，并可减少钎焊接头对中子的吸收能力，提高钎焊质量，属于高温真空钎焊不锈钢领域。 

背景技术

不锈钢具有优良的耐腐蚀性能、还具有优良的力学性能、方法性能以及较大的工作温度范围，适宜于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零件和设备，广泛应用于石油化工、电力、仪表、食品、医疗、航空及原子能等工业部门。 

研究表明要获得良好的不锈钢钎焊接头要注意以下几点：表面氧化膜的去除，合适的钎焊温度以及内应力的去除等。而且针对不锈钢一般采用的是硬钎焊方法，而且也已经开发出了高温银基钎料、铜基钎料、锰基钎料、镍基钎料和金基钎料等钎料品种，其中又以镍基钎料应用最广。镍基钎料适用于钎焊高温工作的零件，用它钎焊的接头可以承受的工作温度高达1000K。镍具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。镍基钎料常用于钎焊奥氏体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢等。但是镍的熔点太高，热强度也不够，因此必须添加合金元素以降低其熔点及提高其热强度。 

镍基钎料内常加的元素有铬、硼、铁、硅、碳等。铬主要作用是增大抗氧化、抗腐蚀能力以及提高钎料的高温强度；硅可降低熔点，增加流动性。硼和磷是降低钎料熔点的主要元素，并能改善润湿能力和铺展能力，但是B元素由于吸收中子的能力很强，在反应堆内部部件使用含B钎料时会降低钎焊部件的使用稳定 性，可靠性降低。碳可以降低钎料的熔化温度而对高温强度没有多大的影响。铁可以提高钎料的强度。镍基钎料中含有较多的硼、磷等非金属元素时，所得钎料比较脆，在制成非晶态钎料时存在一定的困难。并且传统的镍基钎料一般都为四元甚至以上的多元钎料(BNi74CrSiB、BNi82CrSiB、Ni82.5Cr7Si4.5B3Fe3等)，掺加的合金种类较多，使得钎料的制作方法存在一定的难度。 

因此研究一种具有综合性能良好、经济性良好并可适用于反应堆等特殊要求的新型钎料成为亟需要解决的技术难题。 

发明内容

本发明所要解决的问题在于克服现在不锈钢钎料在钎焊技术上存在的问题而提供一种不锈钢真空钎焊用钎料及其制备方法。 

钎料含有(按重量百分比计)：Fe 33～37％，Si 8～12％，其余为Ni。钎料在真空电弧炉中，用Ar气在一个大气压保护条件下在1150℃～1300℃范围内进行电弧熔炼，使得合金充分熔化混合，并搅拌均匀，得到球形钎料合金锭。将熔炼好的球形钎料锭在高真空甩带机中处理后获得非晶态箔状钎料，非晶态箔状钎料合金箔带的平均厚度为30μm～50μm。 

本发明的不锈钢真空钎焊用钎料的优越效果是： 

1.本发明的不锈钢真空钎焊用钎料具有不含B元素，容易加工，成本低的特性。 

2.本发明的不锈钢真空钎焊用钎料的熔点和传统含B钎料相当，润湿性和填缝性能良好，钎焊接头强度高。 

3.本发明的不锈钢真空钎焊用钎料具有较好的延展性，经真空甩带机进行非晶处理后可获得厚度较小的非晶箔带，可广泛用于不同场合的钎焊方法和性能的要求。 

附图说明

图1为差热分析曲线 

图2为本发明在1180℃时钎料在不锈钢上铺展后中心区的组织照片 

图3为本发明在1180℃时钎料在不锈钢上铺展后边缘区的组织照片 

图4为本发明在1220℃时钎料在不锈钢上铺展后中心区的组织照片 

图5为本发明在1220℃时钎料在不锈钢上铺展后边缘区的组织照片 

图6为本发明在1180℃时不锈钢钎焊接头的微观组织照片 

图7为本发明在1220℃时不锈钢钎焊接头的微观组织照片 

具体实施方式

本实施例中的一种不锈钢真空钎焊用钎料，按照质量组成，其成分为35％Fe、10％Si和55％Ni，按上述比例称取Fe、Si和Ni，然后放入电弧熔炼炉中，冲入氩气(1个大气压)，引燃电弧，使钎料合金熔化，并搅拌均匀，获得球形钎料合金锭。将所获得球形钎料锭放入真空甩带机，经处理后可获得非晶态55Ni-35Fe-10Si高温钎料合金箔带，箔带的平均厚度为30μm～50μm。 

将所得高温钎料合金放入差热分析仪器分析其熔点，差热分析曲线如图1所示。在图1中可以看出在1158℃处出现一个拐点，即为钎料的熔点。 

分别在1180℃和1220℃在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行润湿铺展试验，结果表明在1180℃保温10min时钎料在1Cr18Ni9Ti不锈钢上的润湿角为14.8°，在1220℃保温10min时钎料在1Cr18Ni9Ti不锈钢上的润湿铺角为13.1°。钎料在1Cr18Ni9Ti不锈钢上铺展后所得的微观组织照片如图2、图3、图4、图5所示，由图2、图3、图4、图5可以看出钎料在不锈钢上的中心部位和边缘部位都和不锈钢实现了良好的结合，微观组织均匀、细密。 

使用本发明所得55Ni-35Fe-10Si高温钎料钎料箔带在1100℃～1300℃范围内保温8～12分钟进行1Cr18Ni9Ti不锈钢搭接钎焊试验，钎焊接头的剪切强度分别为301Mpa和312Mpa。钎焊接头微观组织照片如图6、图7所示，由图6、图 7可以看出不锈钢实现了良好的连接，钎缝致密，无裂纹或气孔出现，界面处也未出现未钎透现象。 

Claims (3)

1.一种不锈钢真空钎焊用钎料，其特征是所述的不锈钢真空钎焊用钎料为一种三元镍基钎料，钎料的成分为(wt％)：Fe 33～37，Si 8～12，其余为Ni。

2.根据权利要求1所述的不锈钢真空钎焊用钎料的制备方法，其特征在于按照权利要求1的质量组成比例(wt％)：Fe 33～37，Si 8～12，其余为Ni，称取Fe、Si和Ni，然后放入电弧熔炼炉中，充入氩气1个大气压的保护条件下在1150℃～1300℃范围内进行电弧熔炼，使钎料合金熔化，并搅拌均匀，获得球形钎料合金锭，将所获得球形钎料锭放入真空甩带机，经处理后可获得非晶态钎料合金箔带。

3.根据权利要求2所述的不锈钢真空钎焊用钎料的制备方法，其特征在于所述的箔带的平均厚度为30μm～50μm。

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