CN105397333A - 一种真空环境下使用的铜基钎料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种真空环境下使用的铜基钎料，属于真空构件的钎焊连接领域。所述铜基钎料包括重量百分比的下述成分：铜Cu：50~53%，锰Mn：34~36%，镍Ni：9~11%，钯Pd：3~6%，锗Ge：0.5~1.0%。本发明的显著效果是：使用本发明成分比例的铜基钎料电弧钎焊奥氏体不锈钢，润湿良好，接头拉伸、剪切强度高，低温冲击韧性良好。

Description

一种真空环境下使用的铜基钎料

技术领域

本发明涉及一种真空环境下使用的铜基钎料，主要用于真空和低温环境下使用的奥氏体不锈钢构件的钎焊，属于真空构件的钎焊连接领域。

背景技术

奥氏体不锈钢由于具有优良的耐高温、抗氧化和抗腐蚀能力，是制造在真空、低温、辐照等苛刻环境下使用构件的最常用材料。由于苛刻环境下使用的大型装备中的不锈钢构件尺寸较大、且对尺寸精度要求较高，采用熔焊技术往往导致焊接变形超过允许限度。电弧钎焊或熔钎焊技术由于热输入较低、母材不熔化，更易控制焊接变形，同时可避免对构件的热损伤，与熔焊相比优势明显。真空环境下使用的奥氏体不锈钢构件钎焊材料需要不含高蒸汽压元素、对奥氏体不锈钢润湿性良好、接头力学性能高。然而，铜基钎料大部分含有Zn等高蒸汽压元素，无法在真空环境下使用；同时普通铜基钎料强度较低，难以满足接头高连接强度、高疲劳强度要求。

发明内容

本发明的目的正是针对真空和低温（-40oC）下服役的奥氏体不锈钢冷却管的电弧钎焊连接需求，提供一种不含高蒸汽压元素、熔点合适、润湿性好，接头连接强度高、低温冲击韧性良好的铜基钎焊材料。

本发明的目的通过下述技术措施来实现：

本发明的真空环境下使用的铜基钎料是由下述重量百分比的原料制备而成，其中：铜Cu：50~53%，锰Mn：34~36%，镍Ni：9~11%，钯Pd：3~6%，锗Ge：0.5~1.0%。

本发明的真空环境下使用的铜基钎料的制备原料优选重量百分比为：铜Cu：52%，锰Mn：35%，镍Ni：9%，钯Pd：3%，锗Ge：1.0%。

或：铜Cu：51%，锰Mn：34%，镍Ni：10%，钯Pd：4.5%，锗Ge：0.5%。

或：铜Cu：50%，锰Mn：34%，镍Ni：11%，钯Pd：4%，锗Ge：1.0%。

或：铜Cu：53%，锰Mn：34%，镍Ni：9%，钯Pd：3.5%，锗Ge：0.5%。

本发明具有以下有益效果：

使用本发明成分比例的钎料电弧钎焊奥氏体不锈钢，润湿良好，接头连接强度高，低温冲击韧性良好，可在真空环境下可靠使用。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例作进一步描述：

按钎料合金成分质量百分比取铜Cu、锰Mn、镍Ni、钯Pd、锗Ge原材料，合金配方如表1所示，选择高纯原材料。

表1钎料合金成分

本发明的制备方法如下：

采用真空感应熔炼法对钎料合金进行熔炼，浇铸成铸锭，然后通过热挤压和拉拔的方式制成丝状。

测试得到的钎料熔点及在316LN奥氏体不锈钢上的铺展行为。采用本发明的钎料对316LN奥氏体不锈钢母材进行火焰预热电弧钎焊，测试钎焊接头剪切强度、抗拉强度和-40oC下的冲击韧性，得到的结果如表2所示。

表2钎料及使用钎料钎焊的接头性能

上表中的熔化温度区间由综合热分析仪实测得到。

上表中的润湿角为在不使用钎剂的情况下，采用电弧加热使钎料合金熔化并在316LN奥氏体不锈钢表面铺展，冷却后实测得到。

上表中的剪切强度、抗拉强度是指用上述合金作为钎料对316LN奥氏体不锈钢进行火焰预热电弧钎焊，然后对搭接和对接钎焊接头进行连接强度测试，得到的实验结果。

上表中的低温冲击韧性是用干冰将钎焊对接接头冷却到-40oC，而后采用落锤式冲击试验机实测得到。

表2中的序号表示表1中相应序号对应的钎料合金。

Claims (1)

1.一种真空环境下使用的铜基钎料，其特征在于：它是由下述重量百分比的原料制备而成，其中：铜Cu：50~53%，锰Mn：34~36%，镍Ni：9~11%，钯Pd：3~6%，锗Ge：0.5~1.0%。