CN111702280A - Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 - Google Patents
Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111702280A CN111702280A CN202010404171.6A CN202010404171A CN111702280A CN 111702280 A CN111702280 A CN 111702280A CN 202010404171 A CN202010404171 A CN 202010404171A CN 111702280 A CN111702280 A CN 111702280A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brazing
- filler metal
- elements
- brazing filler
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/325—Ti as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/08—Auxiliary devices therefor
- B23K3/087—Soldering or brazing jigs, fixtures or clamping means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
- B23K2103/24—Ferrous alloys and titanium or alloys thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明属于焊接领域，具体涉及一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺。按重量百分比计，钎料成分如下：Al 1％～20％，Co 15％～40％或Ni 15％～40％，两者二选一，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％，Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga之一或两种以上≤2％，其余为Ti和不可避免的杂质元素。钎料制备方法：一、称取原料；二、钎料母合金熔炼；三、将熔炼后的母合金进行急冷甩带，即得本发明的钎料。本发明钎料按照970℃～1040℃、0～120min的钎焊工艺进行钎焊。本发明所制备的钎料与现有的钎料相比，具有适宜的熔点、优秀的润湿性和高温力学性能，钎料制备和钎焊工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于焊接领域，具体涉及一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺。
背景技术
众所周知，发动机作为各类飞行器的心脏，其发展最大的制约就是航空、航天发动机材料的发展程度。由于航空、航天领域中发动机服役条件苛刻，这就要求材料不但室温性能优异，高温性能更要优异。同时，材料还要有良好的加工性能和高的比强度，以便于零部件加工和降低构件比重。
镍基高温合金比强度高、抗氧化性好、耐热腐蚀性优异、抗疲劳性能好，从一开始就作为航空、航天发动机零部件的材料。但是，由于其密度高且使用温度不能满足先进航空发动机的要求，限制了镍基高温合金的广泛应用。Ti-Al金属间化合物作为一种中间相化合物，由于具有密度低、弹性模量高以及良好的高温强度、抗蠕变和抗氧化等优点，使其成为在航空、航天领域具有广阔应用前景的新型高温轻质材料。但是，α2-Ti3Al基合金和γ-TiAl基合金虽然具有较高的比强度和较低的密度，但是其室温塑形和热塑性变形能力差。学者们在对Ti3Al基合金的韧化研究过程中，通过添加β稳定元素Nb，进而发现了Ti2AlNb基合金(即O相合金)，作为典型的Ti-Al系金属间化合物，其是在D019结构的α2-Ti3Al和L10结构的γ-Ti Al基础上形成的。这种具有正交结构的金属间化合物具有比强度和比刚度高，高温蠕变抗力和断裂韧性高、抗氧化性好、热膨胀系数低等特点，并且使用温度可达700℃，优于镍基高温合金，可以替代镍基高温合金实现减重的作用，相同部件比镍基合金减重近40％。这些优异的性能，使Ti2AlNb基合金成为最具发展潜力的轻质高温结构材料，并已开始在航空、航天领域进入使用阶段。
在Ti2AlNb基合金使用过程中，不可避免的涉及到其自身或与其他合金之间的连接问题。从现有国内外发表论文情况来看，Ti2AlNb基合金的连接技术主要分为熔焊(如：弧焊、激光焊及电子束焊等)和固态焊接(如：扩散焊、自蔓延高温合成及摩擦焊等)，而这些方法都有各自难以克服的问题。与之相比，钎焊本身具有很多优点，例如钎焊温度低、对母材影响小、接头残余应力小，可以根据连接温度、接头强度要求选择多种填充金属，适合连接难熔化的金属和异种金属。因此，采用钎焊方法对Ti2AlNb基合金进行连接具有良好的前景。
钎料是影响钎焊接头性能的重要因素之一，目前，钎焊Ti2AlNb基合金的钎料主要有3类，即银基、铝基、钛基或钛锆基。其中Ag基钎料具有合适的熔点，但是Ag基钎料对氯离子敏感，因而钎焊接头抗腐蚀性能差，钎焊接头的强度也较低。而Al基钎料在钎焊Ti2AlNb基合金时，会在接头处形成大量的脆性金属间化合物相，从而使得接头脆性增大，并且疲劳性能和冲击强度均较低。另外，Ag基和Al基钎料由于自身的熔点较低，在钎焊后材料的使用温度较低。与Ag基和Al基钎料相比，Ti基钎料在Ti2AlNb基合金表面具有良好的润湿性，在焊后接头具有较高的强度，并且耐腐蚀性能优异。但是，现有Ti基钎料却存在着以下三方面的不足：首先，Ti2AlNb基合金作为高温下使用的钛合金材料，其使用温度高于一般的钛合金，采用低温Ti基钎料进行焊接(如：Ti-Zr-Cu-Ni系钎料等)会导致焊接接头高温性能的降低；其次，Ti2AlNb基合金常用的固溶温度为980℃/2～4h，若采用高温Ti基钎料进行焊接(如：Ti-Ni-Nb系、Ti-Cr-Ta/Nb系钎料等)，会导致母材组织发生相变，同样使其力学性能发生改变，从而达不到Ti2AlNb基合金母材的服役要求；此外，Ti2AlNb基合金也代表着一类具有相似相变特点的钛合金，而能够满足这类钛合金钎焊需求的钎料目前鲜有研究。
发明内容
鉴于此，为了解决上述三方面问题中的至少一项技术难题，本发明的目的在于提供一种适用于Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺，不仅可以满足Ti2AlNb基合金同材与异材的钎焊需求，拓展其在航空、航天的应用空间，还可以实现其他具有类似相变特点的钛合金的钎焊连接需求。
为了实现以上目的，本发明的技术方案是：
一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料，按重量百分比计，该钎料的组分及含量为：Al 1％～20％(优选为5％～15％)，Co 15％～40％或Ni 15％～40％两者二选一，少量元素Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％，微量元素Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga之一或两种以上≤2％，其余为Ti元素和不可避免的杂质元素。
所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料，少量元素和微量元素Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga，其组合方式采用如下之一：
(1)单独添加一种元素，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga；
(2)添加两种元素，Fe+B、Fe+Nb、Fe+Cu、Nb+Cr或Cu+B；
(3)添加三种元素，Fe+B+Nb、Fe+B+Cr、Nb+Cr+B、Fe+B+Ag或Mg+B+Ag；
(4)添加四种元素，Fe+B+Nb+Cr、Fe+B+Nb+Cu或Fe+B+Mg+Zn；
(5)添加五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu或Fe+B+Mg+Nb+Zn；
(6)添加六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Mg+Ag或Fe+B+Cu+Cr+Mg+Ag；
(7)添加七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Ag+Zn；
(8)添加八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn；
(9)添加九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn；
(10)添加十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr；
(11)添加十一种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf；
(12)添加十二种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V；
(13)添加十三种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta；
(14)添加十四种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo；
(15)添加十五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W；
(16)添加十六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au；
(17)添加十七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si；
(18)添加十八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn；
(19)添加十九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd；
(20)添加二十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd+Ga。
所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在电子天平上按照比例称量原材料，原材料的纯度均在99.9wt％以上；
(2)将按照比例配置的原材料置于高真空、Ar气氛保护的非自耗电弧炉中；
(3)熔炼前，炉内先抽真空至1×10-3～1×10-4Pa，充氩气洗炉2～4次后，抽真空至1×10-3～1×10-4Pa，再次充氩气至0.035MPa以上；
(4)开始熔炼，为了使铸态合金均匀，水冷铜坩埚内的试样在电磁搅拌作用下反复熔炼8～10次，并使用反倒拨棍翻转试样；
(5)熔炼后的合金即是制备的Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料母合金；
(6)将钎料母合金在真空热处理炉中进行700～900℃保温10～15h的退火处理，使钎料母合金成分更加均匀；
(7)将钎料母合金粉碎后，装入单辊甩带机的石英玻璃管内；石英玻璃管喷嘴横截面呈长方形，其长度a＝6～8mm，宽度b＝0.5～1mm；
(8)将石英玻璃管夹装在单辊甩带机的感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整成0.2～0.3mm，以保证喷射在铜辊上的液体是平板流，而形成稳定流状态；
(9)关闭单辊甩带机的炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10-1Pa以上，分子泵抽高真空至3×10-3Pa以上，然后向单辊甩带机的腔体充满高纯Ar气；
(10)开启单辊甩带机的高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，其熔喷温度T＝1100℃～1250℃，保温过热熔体30秒至2分钟；
(11)开启单辊甩带机的电机，选用铜辊直径为220～240mm，铜辊宽度为30～50mm，并调整铜辊转速us＝20～35m/s；
(12)将Ar气压力调至0.1～0.3MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料。
所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，步骤(1)中，钎料中添加Mn元素时，由于Mn元素在熔炼时会大量挥发，在配置成分时需对Mn元素进行元素补偿，Mn元素的补偿率为1wt％～2wt％。
所述的一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，优选的，步骤(3)中，再次充氩气至0.04～0.08MPa。
所述的种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，优选的，步骤(9)中，采用机械泵抽真空至1×10-1～1×10-2Pa，分子泵抽高真空至1×10-3～1×10- 4Pa，充氩气至0.04～0.08MPa。
所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的钎焊工艺，在钎焊前，将Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料和待焊合金试样在丙酮溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各10～20min，以去除表面杂质，取出吹干，并按待焊合金/钎料/待焊合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊：首先以5～15℃/min的升温速率将试样加热至800～900℃，保温5～15min后以10～20℃/min的升温速率加热至970℃～1040℃，保温0～120min，钎焊过程真空度不低于5×10-3Pa；完成钎焊后，随炉冷却至室温。
所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的钎焊工艺，优选的，钎焊过程真空度为5×10-3～1×10-4Pa。
本发明的设计思想是：以三元相图为基础，结合钛合金中合金元素的作用规律以及Ti2AlNb基合金相变特点，创新性的研发适用于Ti2AlNb基合金及具有相同相变特点的钛合金钎料，填补了此类合金钎料空白，丰富了钛合金钎料种类，并显著提高钎焊接头的高温性能。
本发明具有如下的优点及有益效果：
1、本发明为多元中温Ti基钎料，因其在Ti2AlNb基合金表面具有良好的润湿性，钎焊时具有良好的流动性，能充分发挥毛细吸附功能，钎料可以充分填满钎缝间隙，从而可获得致密的高强度接头。
2、本发明的多元中温Ti基钎料为薄带状钎料，钎料厚度约为45μm，可使钎焊间隙进一步减小，并且本发明的多元中温Ti基钎料的熔点明显高于Ag基、Al基和其他Ti基钎料，在不影响母材性能的前提下，钎焊后材料的使用温度明显提升，所以该多元中温Ti基钎料的高温抗拉强度明显的优于Ag基、Al基和其他Ti基钎料。
3、本发明的多元中温Ti基钎料中含极少量贵金属，因而价格低廉、节约成本。
4、本发明的多元中温Ti基钎料中不含Be等有毒元素，其制备和使用过程安全。
具体实施方式
以下实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的相关人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
在具体实施过程中，采用Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料，对Ti2AlNb基合金同材或异材进行真空钎焊。其中，Ti2AlNb基合金的成分及原子百分比如下：Ti-22Al-24Nb-0.5Mo。其他异材合金包钎焊母材是指：(1)与Ti2AlNb合金具有相似的相变要求的合金，如：Ti60合金等；(2)其他牌号的金属间化合物，如：Ti4822合金和45XD合金等。
实施例1
本实施例中，Ti2AlNb基合金的同材钎焊，按重量百分比计，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料为：Al 5％～10％，Co 20％～30％或Ni 20％～30％两者二选一，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％。其中，各元素的添加量为Fe：0～5％、B：0～3％、Cu：0～5％、Mn：0～5％、Cr：0～5％、Mg：0～5％、Ag：0～4％、Nb：0～5％和Zn：0～4％；其余为Ti元素和不可避免的杂质元素。该钎料的杂质元素中，N<0.02wt.％，H<0.02wt.％，O<0.2wt.％；微量元素为钛合金中的常见元素，如：Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga等之一或两种以上，总含量1％；其中，少量元素和微量元素的组合方式列举如下：
(1)单独添加一种元素，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga，添加量为3％；
(2)添加两种元素，Fe+B、Fe+Nb、Fe+Cu、Nb+Cr或Cu+B等，添加量为3％；
(3)添加三种元素，Fe+B+Nb、Fe+B+Cr、Nb+Cr+B、Fe+B+Ag或Mg+B+Ag等，添加量为3％；
(4)添加四种元素，Fe+B+Nb+Cr、Fe+B+Nb+Cu或Fe+B+Mg+Zn等，添加量为3％；
(5)添加五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu或Fe+B+Mg+Nb+Zn等，添加量为3％；
(6)添加六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Mg+Ag或Fe+B+Cu+Cr+Mg+Ag等，添加量为3％；
(7)添加七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Ag+Zn等，添加量为3％；
(8)添加八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn等，添加量为3％；
(9)添加九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn等，添加量为3％；
(10)添加十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr等，添加量为3％；
(11)添加十一种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf等，添加量为3％；
(12)添加十二种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V等，添加量为3％；
(13)添加十三种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta等，添加量为3％；
(14)添加十四种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo等，添加量为3％；
(15)添加十五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W等，添加量为3％；
(16)添加十六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au等，添加量为3％；
(17)添加十七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si等，添加量为3％；
(18)添加十八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn等，添加量为3％；
(19)添加十九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd等，添加量为3％；
(20)添加二十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd+Ga，添加量为3％。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料按下述步骤和工艺制备而成：
(1)在电子天平上按照比例称量原材料，原材料的纯度均在99.9wt％以上；由于Mn元素在熔炼时会大量挥发，在配置成分时需对Mn元素进行元素补偿，经过多次试验，Mn元素的补偿率为1wt％～2wt％；
(2)将按照比例配置的原材料置于高真空、Ar气氛保护的非自耗电弧炉中；
(3)熔炼前，炉内先抽真空至4×10-4Pa，充氩气洗炉2～4次后，抽真空至4×10- 4Pa，再次充氩气至0.04MPa；
(4)开始熔炼，为了使铸态合金均匀，水冷铜坩埚内的试样在电磁搅拌作用下反复熔炼8～10次，并使用反倒拨棍翻转试样；其中，反倒拨棍翻转试样的含义是：将每次熔炼后的钮扣锭上下翻转，以便合金熔炼均匀；
(5)熔炼后的合金即是制备的Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料母合金；
(6)将钎料母合金在真空热处理炉中进行800℃/12h的退火处理，使钎料母合金成分更加均匀；
(7)将钎料母合金粉碎后，装入单辊甩带机的石英玻璃管内。石英玻璃管喷嘴横截面呈长方形，其长度a＝6～8mm，宽度b＝0.5～1mm；
(8)将石英玻璃管夹装在单辊甩带机的感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整成0.2～0.3mm，以保证喷射在铜辊上的液体是平板流，而形成稳定流状态；
(9)关闭单辊甩带机的炉门，采用机械泵抽真空至1×10-1Pa，分子泵抽高真空至2×10-3Pa，然后向单辊甩带机的腔体充满高纯Ar气(体积纯度99.99％)；
(10)开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，其熔喷温度T＝1200℃，保温过热熔体1分钟；
(11)开启电机，选用铜辊直径为230mm，铜辊宽度为40mm，并调整铜辊转速us＝30m/s；
(12)将Ar气压力调至0.2MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到本发明Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料。采用上述工艺制备的急冷钎料箔带厚度为0.045±0.003mm，且表面光洁，两侧平整。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料的钎焊工艺如下：在钎焊前，将Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料和Ti2AlNb基合金待焊试样在丙酮溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各15min，以去除表面杂质，取出吹干，并按Ti2AlNb基合金/钎料/Ti2AlNb基合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊：首先以10℃/min的升温速率将试样加热至900℃，保温10min后以15℃/min的升温速率加热至1040℃，保温1h，钎焊过程真空度4×10-3Pa。完成钎焊后，随炉冷却至室温。
采用该中温Ti基钎料真空钎焊Ti2AlNb基合金，其高温性能远高于Ag基钎料、Al基钎料和其他Ti基钎料，950℃时焊接接头抗拉强度达到112MPa～135MPa。
例如：
对于成分为Al 5％，Co 30％，Fe 3％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到135MPa。
对于成分为Al 5％，Ni 20％，B 3％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到119MPa。
对于成分为Al 8％，Co 25％，Mn 3％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到121MPa。
对于成分为Al 8％，Ni 25％，Fe 1％，B 1％，Mn 1％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到130MPa。
对于成分为Al 10％，Co 28％，B 1％，Mn 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到117MPa。
实施例2
本实施例中，Ti2AlNb基合金与γ-TiAl基合金的异材钎焊，按重量百分比计，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料为：Al 5％～10％，Co 15％～20％或Ni 18％～25％两者二选一，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％。其中，各元素的添加量为Fe：0～5％、B：0～3％、Cu：0～5％、Mn：0～5％、Cr：0～5％、Mg：0～5％、Ag：0～4％、Nb：0～5％和Zn：0～4％；其余为Ti元素和不可避免的杂质元素。该钎料的杂质元素中，N<0.02wt.％，H<0.02wt.％，O<0.2wt.％；微量元素为钛合金中的常见元素，如：Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga等之一或两种以上，总含量0.5％；少量元素和微量元素的组合方式列举如下：
(1)单独添加一种元素，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga，添加量为2％；
(2)添加两种元素，Fe+B、Fe+Nb、Fe+Cu、Nb+Cr或Cu+B等，添加量为2％；
(3)添加三种元素，Fe+B+Nb、Fe+B+Cr、Nb+Cr+B、Fe+B+Ag或Mg+B+Ag等，添加量为2％；
(4)添加四种元素，Fe+B+Nb+Cr、Fe+B+Nb+Cu或Fe+B+Mg+Zn等，添加量为2％；
(5)添加五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu或Fe+B+Mg+Nb+Zn等，添加量为2％；
(6)添加六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Mg+Ag或Fe+B+Cu+Cr+Mg+Ag等，添加量为2％；
(7)添加七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Ag+Zn等，添加量为2％；
(8)添加八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn等，添加量为2％；
(9)添加九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn等，添加量为2％；
(10)添加十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr等，添加量为2％；
(11)添加十一种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf等，添加量为2％；
(12)添加十二种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V等，添加量为2％；
(13)添加十三种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta等，添加量为2％；
(14)添加十四种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo等，添加量为2％；
(15)添加十五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W等，添加量为2％；
(16)添加十六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au等，添加量为2％；
(17)添加十七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si等，添加量为2％；
(18)添加十八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn等，添加量为2％；
(19)添加十九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd等，添加量为2％；
(20)添加二十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd+Ga，添加量为2％。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料按下述步骤和工艺制备而成：
(1)在电子天平上按照比例称量原材料，原材料的纯度均在99.9wt％以上；由于Mn元素在熔炼时会大量挥发，在配置成分时需对Mn元素进行元素补偿，经过多次试验，Mn元素的补偿率为1wt％～2wt％；
(2)将按照比例配置的原材料置于高真空、Ar气氛保护的非自耗电弧炉中；
(3)熔炼前，炉内先抽真空至2×10-4Pa，充氩气洗炉2～4次后，抽真空至2×10- 4Pa，再次充氩气至0.05MPa；
(4)开始熔炼，为了使铸态合金均匀，水冷铜坩埚内的试样在电磁搅拌作用下反复熔炼8～10次，并使用反倒拨棍翻转试样；
(5)熔炼后的合金即是制备的Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料母合金；
(6)将钎料母合金在真空热处理炉中进行750℃/15h的退火处理，使钎料母合金成分更加均匀；
(7)将钎料母合金粉碎后，装入单辊甩带机的石英玻璃管内。石英玻璃管喷嘴横截面呈长方形，其长度a＝6～8mm，宽度b＝0.5～1mm；
(8)将石英玻璃管夹装在单辊甩带机的感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整成0.2～0.3mm，以保证喷射在铜辊上的液体是平板流，而形成稳定流状态；
(9)关闭单辊甩带机的炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10-1Pa，分子泵抽高真空至3×10-3Pa，然后向单辊甩带机的腔体充满高纯Ar气(体积纯度99.99％)；
(10)开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，其熔喷温度T＝1150℃，保温过热熔体1分钟；
(11)开启电机，选用铜辊直径为230mm，铜辊宽度为40mm，并调整铜辊转速us＝25m/s；
(12)将Ar气压力调至0.15MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到本发明Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料。采用上述工艺制备的急冷钎料箔带厚度为0.045±0.002mm，且表面光洁，两侧平整。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料的钎焊工艺如下：在钎焊前，将Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料和Ti2AlNb基合金、γ-TiAl基合金待焊试样在丙酮溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各10min，以去除表面杂质，取出吹干，并按Ti2AlNb基合金/钎料/γ-TiAl基合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊：首先以8℃/min的升温速率将试样加热至850℃，保温8min后以10℃/min的升温速率加热至1000℃，保温30min，钎焊过程真空度5×10-3Pa。完成钎焊后，随炉冷却至室温。
采用该中温Ti基钎料真空钎焊Ti2AlNb基合金和γ-TiAl基合金，其高温性能远高于Ag基钎料、Al基钎料和其他Ti基钎料，950℃时焊接接头抗拉强度达到105MPa～117MPa。
例如：
对于成分为Al 5％，Co 20％，Nb 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到114MPa。
对于成分为Al 5％，Ni 25％，Zr 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到106MPa。
对于成分为Al 10％，Co 15％，Cu 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到110MPa。
对于成分为Al 10％，Ni 18％，Nb 1％，Cu 1％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到112MPa。
对于成分为Al 8％，Co 17％，Nb 0.5％，Cu 0.5％，Zr 1％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到109MPa。
实施例3
本实施例中，Ti2AlNb基合金与α2-Ti3Al基合金的异材钎焊，按重量百分比计，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料为：Al 5％～10％，Co 20％～23％或Ni 25％～30％两者二选一，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％。其中，各元素的添加量为Fe：0～5％、B：0～3％、Cu：0～5％、Mn：0～5％、Cr：0～5％、Mg：0～5％、Ag：0～4％、Nb：0～5％和Zn：0～4％；其余为Ti元素和不可避免的杂质元素。该钎料的杂质元素中，N<0.02wt.％，H<0.02wt.％，O<0.2wt.％；微量元素为钛合金中的常见元素，如：Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga等之一或两种以上，总含量2％；其中，少量元素和微量元素的组合方式列举如下：
(1)单独添加一种元素，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga，添加量为4％；
(2)添加两种元素，Fe+B、Fe+Nb、Fe+Cu、Nb+Cr或Cu+B等，添加量为4％；
(3)添加三种元素，Fe+B+Nb、Fe+B+Cr、Nb+Cr+B、Fe+B+Ag或Mg+B+Ag等，添加量为4％；
(4)添加四种元素，Fe+B+Nb+Cr、Fe+B+Nb+Cu或Fe+B+Mg+Zn等，添加量为4％；
(5)添加五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu或Fe+B+Mg+Nb+Zn等，添加量为4％；
(6)添加六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Mg+Ag或Fe+B+Cu+Cr+Mg+Ag等，添加量为4％；
(7)添加七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Ag+Zn等，添加量为4％；
(8)添加八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn等，添加量为4％；
(9)添加九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn等，添加量为4％；
(10)添加十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr等，添加量为4％；
(11)添加十一种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf等，添加量为4％；
(12)添加十二种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V等，添加量为4％；
(13)添加十三种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta等，添加量为4％；
(14)添加十四种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo等，添加量为4％；
(15)添加十五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W等，添加量为4％；
(16)添加十六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au等，添加量为4％；
(17)添加十七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si等，添加量为4％；
(18)添加十八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn等，添加量为4％；
(19)添加十九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd等，添加量为4％；
(20)添加二十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd+Ga，添加量为4％。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料按下述步骤和工艺制备而成：
(1)在电子天平上按照比例称量原材料，原材料的纯度均在99.9wt％以上；由于Mn元素在熔炼时会大量挥发，在配置成分时需对Mn元素进行元素补偿，经过多次试验，Mn元素的补偿率为1wt％～2wt％；
(2)将按照比例配置的原材料置于高真空、Ar气氛保护的非自耗电弧炉中；
(3)熔炼前，炉内先抽真空至6×10-4Pa，充氩气洗炉2～4次后，抽真空至6×10- 4Pa，再次充氩气至0.06MPa；
(4)开始熔炼，为了使铸态合金均匀，水冷铜坩埚内的试样在电磁搅拌作用下反复熔炼8～10次，并使用反倒拨棍翻转试样；
(5)熔炼后的合金即是制备的Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料母合金；
(6)将钎料母合金在真空热处理炉中进行850℃/10h的退火处理，使钎料母合金成分更加均匀；
(7)将钎料母合金粉碎后，装入单辊甩带机的石英玻璃管内。石英玻璃管喷嘴横截面呈长方形，其长度a＝6～8mm，宽度b＝0.5～1mm；
(8)将石英玻璃管夹装在单辊甩带机的感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整成0.2～0.3mm，以保证喷射在铜辊上的液体是平板流，而形成稳定流状态；
(9)关闭单辊甩带机的炉门，采用机械泵抽真空至0.5×10-1Pa，分子泵抽高真空至1.5×10-3Pa，然后向单辊甩带机的腔体充满高纯Ar气(体积纯度99.99％)；
(10)开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，其熔喷温度T＝1250℃，保温过热熔体1分钟；
(11)开启电机，选用铜辊直径为230mm，铜辊宽度为40mm，并调整铜辊转速us＝35m/s；
(12)将Ar气压力调至0.25MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到本发明Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料。采用上述工艺制备的急冷钎料箔带厚度为0.045±0.003mm，且表面光洁，两侧平整。
本实施例中，Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料的钎焊工艺如下：在钎焊前，将Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料和Ti2AlNb基合金、α2-Ti3Al基合金待焊试样在丙酮溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各20min，以去除表面杂质，取出吹干，并按Ti2AlNb基合金/钎料/α2-Ti3Al基合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊：首先以12℃/min的升温速率将试样加热至800℃，保温12min后以20℃/min的升温速率加热至990℃，保温90min，钎焊过程真空度3×10-3Pa。完成钎焊后，随炉冷却至室温。
采用该中温Ti基钎料真空钎焊Ti2AlNb基合金和α2-Ti3Al基合金，其高温性能远高于Ag基钎料、Al基钎料和其他Ti基钎料，950℃时焊接接头抗拉强度达到100MPa～113MPa。
例如：
对于成分为Al 5％，Co 23％，Fe 4％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到109MPa。
对于成分为Al 10％，Co 20％，B 4％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到104MPa。
对于成分为Al 5％，Ni 30％，Zr 4％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到110MPa。
对于成分为Al 10％，Ni 25％，Fe 2％，Zr 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到102MPa。
对于成分为Al 8％，Co 22％，Fe 1％，Zr 1％，Cr 2％，余量为Ti，950℃时焊接接头抗拉强度达到100MPa。
实施例结果表明，本发明所制备的钎料与现有的钎料相比，具有适宜的熔点、优秀的润湿性和高温力学性能，钎料制备和钎焊工艺简单。采用本发明中温Ti基钎料真空钎焊Ti2AlNb基合金，在不损失母材性能的前提下，其高温性能远高于Ag基钎料、Al基钎料和其他Ti基钎料，焊接接头高温抗拉强度优于母材合金。从而，填补了现阶段钛合金中温钎料的空白，解决了现有钎料焊后接头高温性能差、钎料制备和钎焊工艺复杂等问题。
另外，以上所述，仅是本发明中实施例的部分代表而已，不能以此局限本发明之权利范围。对于本领域的研究人员而言，对所述的钎料主要成分中添加其他元素(如：Zr、Hf、Ta、W、V、Si、C、O等)、钎料厚度、钎料尺寸、待焊母材表面粗糙度和钎焊母材进行相应的调整，在没有对焊接性能产生显著改善的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。因此，依本发明的技术方案和技术思路做出其它各种相应的改变和变形，仍属于本发明所涵盖的保护范围之内。
以上实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的相关人员容易想到很多修改和改变，在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
Claims (8)
1.一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料，其特征在于，按重量百分比计，该钎料的组分及含量为：Al 1％～20％，Co 15％～40％或Ni 15％～40％，两者二选一，少量元素Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％，微量元素Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga之一或两种以上≤2％，其余为Ti元素和不可避免的杂质元素。
2.按照权利要求1所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料，其特征在于，少量元素和微量元素Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga，其组合方式采用如下之一：
(1)单独添加一种元素，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb、Zn、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd和Ga；
(2)添加两种元素，Fe+B、Fe+Nb、Fe+Cu、Nb+Cr或Cu+B；
(3)添加三种元素，Fe+B+Nb、Fe+B+Cr、Nb+Cr+B、Fe+B+Ag或Mg+B+Ag；
(4)添加四种元素，Fe+B+Nb+Cr、Fe+B+Nb+Cu或Fe+B+Mg+Zn；
(5)添加五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu或Fe+B+Mg+Nb+Zn；
(6)添加六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Mg+Ag或Fe+B+Cu+Cr+Mg+Ag；
(7)添加七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Ag+Zn；
(8)添加八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn；
(9)添加九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn；
(10)添加十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr；
(11)添加十一种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf；
(12)添加十二种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V；
(13)添加十三种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta；
(14)添加十四种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo；
(15)添加十五种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W；
(16)添加十六种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au；
(17)添加十七种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si；
(18)添加十八种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn；
(19)添加十九种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd；
(20)添加二十种元素，Fe+B+Nb+Cr+Cu+Mg+Ag+Zn+Mn+Zr+Hf+V+Ta+Mo+W+Au+Si+Sn+Pd+Ga。
3.一种权利要求1至2之一所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在电子天平上按照比例称量原材料，原材料的纯度均在99.9wt％以上；
(2)将按照比例配置的原材料置于高真空、Ar气氛保护的非自耗电弧炉中；
(3)熔炼前，炉内先抽真空至1×10-3～1×10-4Pa，充氩气洗炉2～4次后，抽真空至1×10-3～1×10-4Pa，再次充氩气至0.035MPa以上；
(4)开始熔炼，为了使铸态合金均匀，水冷铜坩埚内的试样在电磁搅拌作用下反复熔炼8～10次，并使用反倒拨棍翻转试样；
(5)熔炼后的合金即是制备的Ti2AlNb基合金专用中温Ti基钎料母合金；
(6)将钎料母合金在真空热处理炉中进行700～900℃保温10～15h的退火处理，使钎料母合金成分更加均匀；
(7)将钎料母合金粉碎后，装入单辊甩带机的石英玻璃管内；石英玻璃管喷嘴横截面呈长方形，其长度a＝6～8mm，宽度b＝0.5～1mm；
(8)将石英玻璃管夹装在单辊甩带机的感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整成0.2～0.3mm，以保证喷射在铜辊上的液体是平板流，而形成稳定流状态；
(9)关闭单辊甩带机的炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10-1Pa以上，分子泵抽高真空至3×10-3Pa以上，然后向单辊甩带机的腔体充满高纯Ar气；
(10)开启单辊甩带机的高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，其熔喷温度T＝1100℃～1250℃，保温过热熔体30秒至2分钟；
(11)开启单辊甩带机的电机，选用铜辊直径为220～240mm，铜辊宽度为30～50mm，并调整铜辊转速us＝20～35m/s；
(12)将Ar气压力调至0.1～0.3MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料。
4.按照权利要求3所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钎料中添加Mn元素时，由于Mn元素在熔炼时会大量挥发，在配置成分时需对Mn元素进行元素补偿，Mn元素的补偿率为1wt％～2wt％。
5.按照权利要求3所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，其特征在于，优选的，步骤(3)中，再次充氩气至0.04～0.08MPa。
6.按照权利要求3所述的一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的制备方法，其特征在于，优选的，步骤(9)中，采用机械泵抽真空至1×10-1～1×10-2Pa，分子泵抽高真空至1×10-3～1×10-4Pa，充氩气至0.04～0.08MPa。
7.一种权利要求1至2之一所述的Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的钎焊工艺，其特征在于，在钎焊前，将Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料和待焊合金试样在丙酮溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各10～20min，以去除表面杂质，取出吹干，并按待焊合金/钎料/待焊合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊：首先以5～15℃/min的升温速率将试样加热至800～900℃，保温5～15min后以10～20℃/min的升温速率加热至970℃～1040℃，保温0～120min，钎焊过程真空度不低于5×10- 3Pa；完成钎焊后，随炉冷却至室温。
8.按照权利要求7所述的一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料的钎焊工艺，其特征在于，优选的，钎焊过程真空度为5×10-3～1×10-4Pa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010404171.6A CN111702280B (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010404171.6A CN111702280B (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111702280A true CN111702280A (zh) | 2020-09-25 |
| CN111702280B CN111702280B (zh) | 2021-09-24 |
Family
ID=72537823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010404171.6A Active CN111702280B (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111702280B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114131295A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种采用Ti-Nb合金作中间层的扩散焊方法 |
| CN114310037A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种NiCrFeCuZrHf钎料及其制备方法 |
| CN115028467A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-09 | 昆明冶金研究院有限公司北京分公司 | 低空洞率陶瓷覆铜板及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053520A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-02-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の接合方法 |
| CN101132881A (zh) * | 2004-12-01 | 2008-02-27 | 爱尔发加热有限公司 | 钎料合金 |
| DE102011087158A1 (de) * | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Panzerung der Z-Notch von TiAl-Schaufeln |
| CN104084710A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-08 | 郑州大学 | 钛基非晶钎料、其制备方法及tc4态合金的钎焊方法 |
| CN106925905A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-07-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种TiAl基合金专用高温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 |
| CN108406029A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-08-17 | 衢州学院 | 一种钛基复合钎料及其制备、钎焊方法 |
| CN108453332A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-28 | 中国科学院金属研究所 | 非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料真空钎焊TiAl基合金的钎焊工艺 |
-
2020
- 2020-05-13 CN CN202010404171.6A patent/CN111702280B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053520A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-02-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の接合方法 |
| CN101132881A (zh) * | 2004-12-01 | 2008-02-27 | 爱尔发加热有限公司 | 钎料合金 |
| DE102011087158A1 (de) * | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Panzerung der Z-Notch von TiAl-Schaufeln |
| CN104084710A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-08 | 郑州大学 | 钛基非晶钎料、其制备方法及tc4态合金的钎焊方法 |
| CN106925905A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-07-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种TiAl基合金专用高温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 |
| CN108453332A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-28 | 中国科学院金属研究所 | 非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料真空钎焊TiAl基合金的钎焊工艺 |
| CN108406029A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-08-17 | 衢州学院 | 一种钛基复合钎料及其制备、钎焊方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵永庆: "《新型合金材料-钛合金》", 31 August 2017, 中国铁道出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114131295A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种采用Ti-Nb合金作中间层的扩散焊方法 |
| CN114310037A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种NiCrFeCuZrHf钎料及其制备方法 |
| CN115028467A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-09 | 昆明冶金研究院有限公司北京分公司 | 低空洞率陶瓷覆铜板及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111702280B (zh) | 2021-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111702278B (zh) | Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN111702281B (zh) | 一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Zr基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN111702280B (zh) | Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN108971801B (zh) | 一种Ti-Zr-Ni-Fe-Cu-Co-Mo-B钎料及其制备方法与应用 | |
| CN106925906B (zh) | 一种TiAl基合金专用高温Ti-Zr基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN114346519B (zh) | 一种利用高熵钎料箔片直接钎焊TiAl合金与Ti2AlNb合金的方法 | |
| CN103358051B (zh) | 一种铜基钎料及其制备方法 | |
| CN106925905B (zh) | 一种TiAl基合金专用高温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN112975203B (zh) | 一种用于连接Cu/Al接头的Al-Si-Cu-Ni系钎料及其制备方法 | |
| WO2001083157A1 (en) | Method of brazing and article made therefrom | |
| CN110605498B (zh) | 一种TiAl合金用TiNiNbZr高温钎料与制备方法及其钎焊方法 | |
| US4135656A (en) | Nickel base brazing alloy | |
| CN113941798A (zh) | 高温结构材料用镍基合金钎焊材料及其应用 | |
| CN111702277B (zh) | 一种Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺 | |
| CN102642099A (zh) | 一种用于铝铜软钎焊的Sn-Zn基无铅钎料合金及其制备方法 | |
| CN102814595A (zh) | 用于铝铜软钎焊的Sn-Zn基近共晶无铅钎料合金及其制备方法 | |
| CN109465569A (zh) | 一种高温钎焊用钛基钎料及制备方法 | |
| CN112719688A (zh) | 一种Ti-Zr-Cu-Ni非晶钎料及其制备方法与应用 | |
| CN105945447A (zh) | 一种SnAgCu系无铅钎料及制备方法 | |
| US4903890A (en) | Gold-palladium-nickel-copper-manganese filler metal for joining superalloy | |
| CN107538149A (zh) | 一种Sn‑Cu‑Co‑Ni无铅焊料及其制备方法 | |
| JP3057662B2 (ja) | ロウ材料 | |
| CN1128037C (zh) | 含稀土的锡基无铅钎料及其制备方法 | |
| Chen et al. | Effects of alloying elements on the characteristics of Sn-Zn lead-free solder | |
| CN106825979A (zh) | 一种低熔点Sn‑Zn‑Bi‑Mg系无铅焊料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |