CN108031940A - 一种镍基高温合金的钎焊方法 - Google Patents

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宋健
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Abstract

本发明涉及一种镍基合金的钎焊方法，利用新型的镍基高温钎料，并通过合理的真空钎焊参数，实现了镍基合金的钎焊其中镍基高温钎料BNi57NbCoWCrAlSiMo，通过高温钎料中的元素与GH648中的Ni、Cr形成固溶体，并对基体材料的润湿性良好，提高钎缝质量；钎料中W、Mo的加入，对提高钎缝强度有利，最终保证钎焊后零件的钎缝质量良好，钎透率达到设计要求，钎缝剪切强度最高达到500MPa以上，钎缝的可靠性大幅提高，钎缝的耐温能力达到1180℃，满足设计要求。

Description

一种镍基高温合金的钎焊方法
技术领域
本发明涉及一种钎焊方法，尤其是一种镍基合金的钎焊方法。
背景技术
航空发动机的压气机静子叶片导向器是镍基高温合金结构零件，在装配过程中，需要利用真空钎焊的方法将叶片与内外环连接起来，内外环的材料为GH648，原来的方法是利用的钎料为BNi71CrSi，固液相线为1080℃～1153℃，钎焊后钎缝出现大量气孔，钎缝的平均剪切强度为175MPa，在大状态试车时，钎缝耐温能力不足，导致钎缝熔化。
发明内容
本发明的目的是提供一种镍基合金的钎焊方法，解决原有技术中，在钎焊后钎缝的耐温能力不足、钎缝气孔多和钎缝强度低的问题，实现接头的钎缝质量良好，钎缝强度高，可靠性提高的目的。
本发明的技术方案是，所述的方法包括以下步骤：
(1)根据内外环上的叶型孔，选择叶片，保证装配后的配合间隙在在0.05mm～0.12mm之间；
(2)对零件进行钎焊前蒸汽除油和擦拭，直至各零件表面无油污和灰尘；
(3)将叶片与内外环进行装配；
(4)将镍基高温钎料和标准等级钎焊凝胶粘合剂混合至膏状，然后将膏状钎料注入待钎焊处，得到钎焊装配件；所述的高温钎料牌号为BNi57NbCoWCrAlSiMo，其主要成份的质量分数为Ni57Cr6Si3W8Co8Mo2Nb10Al；
(5)将钎焊装配件置于真空钎焊炉中，加压至5500～6500Pa，然后抽真空至4.0×10-2～1.0×10-2Pa，升温至580℃～620℃，保温10min～30min后，再升温至930℃～990℃，保温10min～30min，再升温至1100℃～1160℃，保温10min～30min，最后升温至钎焊温度1220℃～1250℃，保温2min～20min，然后随炉冷却至280℃～320℃后，充氩气冷却至室温，出炉；
(6)将零件放入真空炉中进行消除应力处理，温度为500±10℃，保温2～2.5h后，随炉冷却至室温，出炉；
(7)最终检验。
本发明的叶片与内外环都为高温合金，利用新型的镍基高温钎料，并通过合理的真空钎焊参数，实现了镍基合金的钎焊。其中镍基高温钎料BNi57NbCoWCrAlSiMo，八元合金，通过高温钎料中的元素与GH648中的Ni、Cr形成固溶体，并对基体材料的润湿性良好，提高钎缝质量；钎料中W、Mo的加入，对提高钎缝强度有利，最终保证钎焊后零件的钎缝质量良好，钎透率达到设计要求，钎缝剪切强度最高达到500MPa以上，钎缝的可靠性大幅提高，钎缝的耐温能力达到1180℃，满足设计要求。
具体实施方式
一种镍基合金的钎焊方法包括以下步骤：
(1)根据内外环上的叶型孔，选择叶片，保证装配后的配合间隙在在0.05mm～0.12mm之间；
(2)对零件进行钎焊前蒸汽除油和擦拭，直至各零件表面无油污和灰尘；
(3)将叶片与内外环进行装配；
(4)将镍基高温钎料和标准等级钎焊凝胶粘合剂混合至膏状，然后将膏状钎料注入待钎焊处，得到钎焊装配件；所述的高温钎料牌号为BNi57NbCoWCrAlSiMo，其主要成份的质量分数为Ni57Cr6Si3W8Co8Mo2Nb10Al；
(5)将钎焊装配件置于真空钎焊炉中，加压至5500～6500Pa，然后抽真空至4.0×10-2～1.0×10-2Pa，升温至580℃～620℃，保温10min～30min后，再升温至930℃～990℃，保温10min～30min，再升温至1100℃～1160℃，保温10min～30min，最后升温至钎焊温度1220℃～1250℃，保温2min～20min，然后随炉冷却至280℃～320℃后，充氩气冷却至室温，出炉；
(6)将零件放入真空炉中进行消除应力处理，温度为500±10℃，保温2～2.5h后，随炉冷却至室温，出炉；
(7)最终检验。
实施例
某涡轴发动机涡轮导向器的内外环基体材料为GH648，采用真空钎焊方法将叶片与内外环连接起来，要求钎缝的耐温能力应超过1080℃，钎缝质量良好，钎透率达到85％以上，钎缝的平均剪切强度达到300MPa以上。
其具体实施方法为：
(1)根据内外环上的叶型孔，选择叶片，保证装配后的配合间隙为0.05mm～0.08mm之间；
(2)对零件进行钎焊前蒸汽除油和擦拭，直至各零件表面无油污和灰尘；
(3)将叶片与内外环进行装配；
(4)将牌号为BNi57NbCoWCrAlSiMo钎料和标准等级钎焊凝胶粘合剂混合得到膏状镍基钎料，将膏状钎料注入待钎焊处，得到钎焊装配件；
(5)将钎焊装配件置于真空钎焊炉中，加压至6000Pa，然后抽真空至4.0×10-2Pa，然后升温至600℃，保温10min，再升温至970℃，保温10min，再升温至1140℃，保温10min，最后升温至钎焊温度1240℃，保温4min，然后随炉冷却至300℃，再充氩气冷却至室温，出炉；
(6)将零件放入真空炉中进行消除应力处理，温度500℃，保持2h，随炉冷至室温，出炉；
(7)最终检验零件合格。指标为：外观质量良好，钎透达到90％，钎缝的平均剪切强度为375MPa，钎缝的耐温能力提高至1175℃，大状态1.5h试车后，钎缝状态良好。

Claims (1)

1.一种镍基合金的钎焊方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)根据内外环上的叶型孔，选择叶片，保证装配后的配合间隙在在0.05mm～0.12mm之间；
2)对零件进行钎焊前蒸汽除油和擦拭，直至各零件表面无油污和灰尘；
3)将叶片与内外环进行装配；
4)将镍基高温钎料和标准等级钎焊凝胶粘合剂混合至膏状，然后将膏状钎料注入待钎焊处，得到钎焊装配件；所述的高温钎料牌号为BNi57NbCoWCrAlSiMo，其主要成份的质量分数为Ni57Cr6Si3W8Co8Mo2Nb10Al；
5)将钎焊装配件置于真空钎焊炉中，加压至5500～6500Pa，然后抽真空至4.0×10-2～1.0×10-2Pa，升温至580℃～620℃，保温10min～30min后，再升温至930℃～990℃，保温10min～30min，再升温至1100℃～1160℃，保温10min～30min，最后升温至钎焊温度1220℃～1250℃，保温2min～20min，然后随炉冷却至280℃～320℃后，充氩气冷却至室温，出炉；
6)将零件放入真空炉中进行消除应力处理，温度为500±10℃，保温2～2.5h后，随炉冷却至室温，出炉；
7)最终检验。
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