CN114378481B - 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114378481B
CN114378481B CN202210129820.5A CN202210129820A CN114378481B CN 114378481 B CN114378481 B CN 114378481B CN 202210129820 A CN202210129820 A CN 202210129820A CN 114378481 B CN114378481 B CN 114378481B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
brazing material
based brazing
brazing
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.)
Active
Application number
CN202210129820.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114378481A (zh
Inventor
李兴会
王芝玲
薛勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Province Xuzhou Technician Institute
Original Assignee
Jiangsu Province Xuzhou Technician Institute
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Province Xuzhou Technician Institute filed Critical Jiangsu Province Xuzhou Technician Institute
Priority to CN202210129820.5A priority Critical patent/CN114378481B/zh
Publication of CN114378481A publication Critical patent/CN114378481A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114378481B publication Critical patent/CN114378481B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major 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
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明属于钎焊材料技术领域，公开了一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法。本发明的镍基钎焊材料，以重量百分比计包括以下化学成分：Mn 8~17%、Mo 2~6%、Cr 10~20%、Si 0.5~3%、R 2~10%，其余为Ni和不可避免的杂质；其中，R为稀土元素。本发明钎料中锰和硅降低了钎料的熔点，同时硅的添加还提高了抗氧化性以及改善了流动性，钼的添加改善了钎料对焊件的润湿性，并结合稀土进一步提高钎料的填缝能力，增加钎焊接头的韧性以及强度，改善硅的存在造成的钎焊接头脆性高的问题。此外，铬可形成抗氧化层，提高钎焊接头的耐腐蚀性。

Description

一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及钎焊材料技术领域，尤其涉及一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法。
背景技术
随着工业的迅速发展，在各领域出现了多种多样的复杂结构的零件，而传统的冶金工艺越来越不能满足复杂结构的制备，由此焊接工艺受到重视。在焊接过程中，钎料作为焊件之间的连接部分，其自身性能直接影响钎焊接头的力学性能、外观、稳定性等指标，因此，钎焊材料的选择至关重要。
现阶段，对于使用较多的不锈钢与陶瓷材料的焊接，通常使用镍基钎料，而由于两者之间较大的热膨胀系数的差异，使焊接时接头处的残余应力增大，传统的镍基钎料已不能满足焊接结构的力学性能要求，需要对钎料进行改进。同时，钎焊的温度由钎料的熔点决定，传统镍基钎料为了降低熔点，通常含有较多的Si、B等元素，使得焊接接头的脆性大、强度低，而降低硅含量虽然可提高力学性能，但也会同时提高钎料熔点，增加焊接温度。例如，专利CN102909483A公开了一种铁-钴-镍-铬基钎料，其钎焊接头的室温剪切强度达到286~320MPa，但钎焊温度高达1160~1200℃，容易引起不锈钢或合金材料中晶粒的增长，影响焊件的使用寿命。又如，专利CN108285997A公开了一种镍基钎焊膏，其中硅仅为0.4~0.6份，焊缝的常温拉伸屈服强度和极限强度分别可达到295MPa和380MPa，但焊接温度高达1200℃，远大于传统镍基焊料的焊接温度。
因此，如何在降低焊接温度的同时提高焊接接头的性能以及焊料的流动性对钎焊工艺在精密仪器加工领域的应用具有重要作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法，解决现有镍基钎焊材料所需钎焊温度较高、形成的焊接接头力学性能差的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 8~17%、Mo 2~6%、Cr 10~20%、Si 0.5~3%、R 2~10%，其余为Ni和不可避免的杂质；
其中，R为稀土元素。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料中，所述R为La、Ce、Nd或Gd。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料中，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 9.7~15.4%、Mo 3.2~5.9%、Cr 11.5~18.6%、Si 0.9~2.4%、La 4.7~8.2%，其余为Ni和不可避免的杂质；其中，R为La、Ce、Nd或Gd。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料中，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 13%、Mo 4.5%、Cr 17%、Si 2%、La 6%，其余为Ni和不可避免的杂质；其中，R为La、Ce、Nd或Gd。
本发明还提供了一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、R配料后依次进行熔炼、精炼、浇铸、轧制，得到镍基钎焊材料。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法中，所述熔炼的保护气体为氩气；熔炼的温度为900~1100℃；熔炼的时间为20~40min。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法中，所述精炼的保护气体为氩气；精炼的温度为800~900℃；精炼的时间为10~20min。
优选的，在上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法中，所述轧制为先进行热轧，然后进行冷轧；所述热轧的温度为600~1000℃，热轧的时间为40~60min。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明通过控制钎料中各元素的含量，使钎料在1080℃的焊接温度下可获得高强度的钎焊接头，有效防止了焊件内部晶粒的增长，实现了镍基钎焊材料在精密仪器中更广泛的应用。
（2）本发明的钎料中锰和硅降低了钎料的熔点，同时硅的添加还提高了抗氧化性以及改善了流动性，钼的添加改善了钎料对焊件的润湿性，并结合稀土进一步提高钎料的填缝能力，增加钎焊接头的韧性以及强度，改善硅的存在造成的钎焊接头脆性高的问题。此外，铬可形成抗氧化层，提高钎焊接头的耐腐蚀性。
具体实施方式
本发明提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 8~17%、Mo 2~6%、Cr 10~20%、Si 0.5~3%、R 2~10%，其余为Ni和不可避免的杂质；
其中，R为稀土元素。
在本发明中，R优选为La、Ce、Nd或Gd，进一步优选为La、Ce或Nd，更优选为La。
在本发明上述一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料中，优选的，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 9.7~15.4%、Mo 3.2~5.9%、Cr 11.5~18.6%、Si 0.9~2.4%、R4.7~8.2%，其余为Ni和不可避免的杂质；
进一步优选的，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 10.2~14.6%、Mo 3.6~5.1%、Cr 12.7~18.3%、Si 1.4~2.2%、R 5.1~7.9%，其余为Ni和不可避免的杂质；
更优选的，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 13%、Mo 4.5%、Cr 17%、Si 2%、R 6%，其余为Ni和不可避免的杂质。
本发明还提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、R配料后依次进行熔炼、精炼、浇铸、轧制，得到镍基钎焊材料。
在本发明中，Ni、Mn、Mo、Cr、Si、R的纯度均大于99.9%。
在本发明中，熔炼的保护气体优选为氩气；熔炼的温度优选为900~1100℃，进一步优选为910~1060℃，更优选为990℃；熔炼的时间优选为20~40min，进一步优选为23~38min，更优选为28min。
在本发明中，精炼的保护气体优选为氩气；精炼的温度优选为800~900℃，进一步优选为810~890℃，更优选为860℃；精炼的时间优选为10~20min，进一步优选为11~18min，更优选为15min。
在本发明中，轧制优选为先进行热轧，然后进行冷轧；热轧的温度优选为600~1000℃，进一步优选为670~950℃，更优选为870℃；热轧的时间优选为40~60min，进一步优选为42~56min，更优选为49min。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 14%、Mo 3%、Cr 16%、Si 1.2%、La 6%，其余为Ni和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、La按上述质量百分比配料后，置于加热炉中在氩气气氛下于1020℃熔炼25min，然后于870℃保温精炼13min，精炼结束后浇铸得到铸锭；
将铸锭于960℃热轧45min，然后冷轧得到0.5mm厚的镍基钎焊材料。
实施例2
本实施例提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 9%、Mo 5%、Cr 13%、Si 2%、Ce 4%，其余为Ni和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、Ce按上述质量百分比配料后，置于加热炉中在氩气气氛下于980℃熔炼30min，然后于900℃保温精炼18min，精炼结束后浇铸得到铸锭；
将铸锭于880℃热轧50min，然后冷轧得到0.7mm厚的镍基钎焊材料。
实施例3
本实施例提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 16%、Mo 4%、Cr 17%、Si 0.9%、La 8%，其余为Ni和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、La按上述质量百分比配料后，置于加热炉中在氩气气氛下于1000℃熔炼37min，然后于900℃保温精炼13min，精炼结束后浇铸得到铸锭；
将铸锭于790℃热轧50min，然后冷轧得到0.8mm厚的镍基钎焊材料。
实施例4
本实施例提供一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 17%、Mo 2%、Cr 20%、Si 3%、La 10%，其余为Ni和不可避免的杂质。
其制备方法包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、La按上述质量百分比配料后，置于加热炉中在氩气气氛下于1100℃熔炼40min，然后于900℃保温精炼20min，精炼结束后浇铸得到铸锭；
将铸锭于1000℃热轧60min，然后冷轧得到0.3mm厚的镍基钎焊材料。
对比例1
本对比例提供一种镍基钎焊材料，其化学成分参见实施例1，不同之处在于不添加La元素。
润湿性能：分别将0.3g实施例1~4和对比例1的镍基钎焊材料置于1mm2的304不锈钢基板上，在氮气氛围中加热至1080℃，钎焊材料与不锈钢基板的润湿角测试结果如表1所示。
拉伸强度：分别将实施例1~4和对比例1的镍基钎焊材料与304不锈钢基板以及夹具置于真空钎焊炉中，于1080℃钎焊30min，拉伸强度测试结果如表1所示。
表1 润湿性能和拉伸强度测试结果
样品 润湿角° 拉伸强度MPa
实施例1 18.2 306
实施例2 19.6 297
实施例3 18.7 285
实施例4 20.3 291
对比例1 31.4 213
由表1可知，本发明的钎焊材料与不锈钢基板的润湿角可低至18.2°，说明钎料具有良好的润湿性能。而且，制得的钎焊接头的拉伸强度可达306MPa，具有良好的机械性能，由对比例1的结果可知本发明添加稀土元素提高了钎焊接头的性能，可使焊件具有更长的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，其特征在于，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 8~17%、Mo 2~6%、Cr 10~20%、Si 0.9~3%、R 2~10%，其余为Ni和不可避免的杂质；
其中，R为La、Ce、Nd或Gd。
2.根据权利要求1所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，其特征在于，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 9.7~15.4%、Mo 3.2~5.9%、Cr 11.5~18.6%、Si 0.9~2.4%、La 4.7~8.2%，其余为Ni和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料，其特征在于，以重量百分比计，包括以下化学成分：Mn 13%、Mo 4.5%、Cr 17%、Si 2%、La 6%，其余为Ni和不可避免的杂质。
4.权利要求1~3任一项所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Ni、Mn、Mo、Cr、Si、R配料后依次进行熔炼、精炼、浇铸、轧制，得到镍基钎焊材料。
5.根据权利要求4所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，其特征在于，所述熔炼的保护气体为氩气；熔炼的温度为900~1100℃；熔炼的时间为20~40min。
6.根据权利要求4或5所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，其特征在于，所述精炼的保护气体为氩气；精炼的温度为800~900℃；精炼的时间为10~20min。
7.根据权利要求6所述的一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料的制备方法，其特征在于，所述轧制为先进行热轧，然后进行冷轧；所述热轧的温度为600~1000℃，热轧的时间为40~60min。
CN202210129820.5A 2022-02-11 2022-02-11 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法 Active CN114378481B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210129820.5A CN114378481B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210129820.5A CN114378481B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114378481A CN114378481A (zh) 2022-04-22
CN114378481B true CN114378481B (zh) 2023-05-09

Family

ID=81206086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210129820.5A Active CN114378481B (zh) 2022-02-11 2022-02-11 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114378481B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115213583B (zh) * 2022-07-15 2024-04-12 西北工业大学 一种用于SiCf/SiC复合材料连接的钎焊连接方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102240870A (zh) * 2011-05-20 2011-11-16 杭州华光焊接新材料股份有限公司 一种多组元稀土银钎料
AU2012362827B2 (en) * 2011-12-30 2016-12-22 Scoperta, Inc. Coating compositions
RU2625924C2 (ru) * 2015-10-13 2017-07-19 Общество с ограниченной ответственностью "МИФИ-АМЕТО" Способ получения быстрозакаленного безбористого припоя на основе никеля для пайки изделий из коррозионностойких сталей, припой, паяное соединение и способ его получения
CN105215574A (zh) * 2015-10-25 2016-01-06 北京工业大学 一种用于不锈钢钎焊的铁基钎料
CN111085796B (zh) * 2019-12-13 2021-11-19 西安交通大学 用于碳纤维强化的陶瓷基复合材料的Fe基多元活性高温钎料
CN113927204B (zh) * 2020-06-29 2023-01-31 沈阳有色金属研究所有限公司 一种高温铜基箔材钎焊料及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114378481A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101812618B1 (ko) 철-크롬계 브레이징 용가재
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
CN110355496B (zh) 一种可用于γ-TiAl合金的耐高温焊料及钎焊工艺
WO2013077113A1 (ja) 濡れ広がり性と耐食性に優れたNi-Cr系ろう材
CN105364335A (zh) Al-Ag-Cu-Mg铝基合金态钎料及其制备方法
CN114378481B (zh) 一种用于1080℃焊接温度的镍基钎焊材料及其制备方法
US4135656A (en) Nickel base brazing alloy
CN110257743B (zh) 一种gh4169合金钎焊后热处理的方法
CN113245747B (zh) 一种高熵合金系高温钎料
CN114101970A (zh) 一种镍基非晶钎料带材及其制备方法
CN109604861A (zh) 用于连接TiAl合金与Ni基高温合金的铁基钎料
US3663217A (en) Brazing alloy for elevated temperature service
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
JPS59226151A (ja) 溶接性と熱間加工性に優れた高合金オ−ステナイト系ステンレス鋼
CN112605556A (zh) 一种真空器件多级钎焊用钎料及其制备方法
CN114393344B (zh) 一种电真空器件多级钎焊用钎料及其制备方法
US20220316430A1 (en) Low melting iron based braze filler metals for heat exchanger applications
JPH02151377A (ja) 酸化雰囲気中で接合可能なＣｒ含有材料の液相拡散接合用合金箔
JPH07103447B2 (ja) 高純度耐熱鋼
CN115125456B (zh) 一种FeCrAlNiCu合金及其制备方法及烙铁头
JPS617088A (ja) 非酸化性雰囲気中でのフラツクスレスろう付け用アルミニウムろう合金
JPS62263895A (ja) ろう材
JPS6236800B2 (zh)
CN101829860A (zh) 一种用于紫铜厚大件不预热焊接的焊丝及其制备方法
CN117226342A (zh) 一种含Mo高温钛合金用焊接材料的设计方法与使用方法

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