CN1311725A - 钴－铬－钯基钎焊合金 - Google Patents

钴－铬－钯基钎焊合金 Download PDF

Info

Publication number
CN1311725A
CN1311725A CN99809220A CN99809220A CN1311725A CN 1311725 A CN1311725 A CN 1311725A CN 99809220 A CN99809220 A CN 99809220A CN 99809220 A CN99809220 A CN 99809220A CN 1311725 A CN1311725 A CN 1311725A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
alloy
braze
braze material
paper tinsel
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
Application number
CN99809220A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1113725C (zh
Inventor
A·拉宾金
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.)
Honeywell International Inc
Metglas Inc
Original Assignee
AlliedSignal Inc
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 AlliedSignal Inc filed Critical AlliedSignal Inc
Publication of CN1311725A publication Critical patent/CN1311725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1113725C publication Critical patent/CN1113725C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • B23K35/3046—Co as the principal constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/04—Amorphous alloys with nickel or cobalt as the 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
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • 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
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钎焊金属,其成分为钴－铬－钯基合金,包含过渡金属如钴、镍、钨、钼和某些非金属元素;而更具体而言,涉及一种含钴、铬、钯、镍、钨、钼、硼和硅的多组分合金,这些成分对于钎焊金属在高温时产生高强度、高抗氧化性、和耐高温、耐腐蚀的钎焊是特别有利的。本发明的合金组成的化学式为:CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质),其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比,”a”值为约15－22,“b”值为约0－20,”c”值为约1－5,“d”值为约1－10,”e”值为约5－12,而”f”值为约5－12,“bal”为平衡值以使总百分比数达到100%。

Description

钴-铬-钯基钎焊合金
发明背景
1．发明领域
本发明涉及一种钎焊金属，其成分为钴-铬-钯基合金，包含过渡金属如钴、镍、钨、钼和某些非金属元素；而更具体地，涉及一种含钴、铬、钯、镍、钨、钼、硼和硅的多组分合金，这些成分对于钎焊金属在高温时产生高强度、高抗氧化性、和耐高温、耐腐蚀的钎焊是特别有利的。本发明的合金组成的化学式为：
                CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质)，其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比，”a”值为约15-22,“b”值为约0-20,”c”值为约1-5,“d”值为约1-10,”e”值为约5-12，而”f”值为约5-12,“bal”为平衡值，使总百分比数达到100％。
2．现有技术描述
硬钎焊是一种金属零件的连接工艺，通常用于连接不同成分的零件。一般而言，钎焊通过在待连接零件之间插入钎料金属来使其形成一个组件，钎料金属的熔点低于待连接的零件的熔点。然后将上述组件加热到一个足以使钎焊填充金属熔化的温度。待冷却后，就形成了一个强度高、且优选地具有很高的抗氧化性、耐高温性和耐腐蚀性的接头。
用钎焊工艺制成的几类产品用作动力涡轮机中的重要部件，这些动力涡轮机充当航空工业和固定的动力发电厂内使用的喷气发动机用来发电。特殊的动力涡轮机零件，如涡轮密封装置、一级涡轮喷嘴导向叶片和涡轮机叶片等在使用中要遭遇高温和高氧化环境的侵袭。因此，用在这些零件上的钎焊部件必须能够承受上述苛刻的使用条件，以获得高能量效率，这一效率与工作温度直接相关。
钎焊技术的另一个重要应用是用于制造重量轻的耐高温蜂窝结构，这种结构常用于超音速喷气机和可复用的星际飞船的机翼前缘和其他零件。在这些使用场合下，待连接的基体金属多为镍和钴基超级合金和含铬量高的铁基合金。这种超级合金和铁-铬基合金的成分很复杂，包括一些或所有的过度族元素，如钴、镍、铬、铁和某些难熔元素。此外，所有这些合金一般均含有铝、钛，而且有时还含有氧化钇添加剂来提高其耐高温性和抗氧化性。其抗氧化性是通过在上述基体金属零件上形成内生的氧化铝/氧化钛表面保护膜来实现的。
对所有在高温环境下工作的零件而言，它们在耐氧化的同时又保持零件的机械完整性的性能是最为重要的。这些基体金属的抗氧化性是由于零件表面上存在上述致密的氧化铝和氧化钛保护膜而实现的。不幸的是，通过使用含有活性非金属元素如硼和硅的填充金属而完成的钎焊会使钎焊区域的保护氧化膜被部分或全部被溶解。因而，钎焊表面就充当了氧气渗透通道，从而导致巨大面积的氧化。因此，在材料的钎焊过程中，保护钎焊表面的完整性就尤为重要，即使不能将这些氧化膜保持在其初始状态时也要保证钎焊表面的完整性。
现已开发出含有钴/镍-铬基合金的某些非晶态钎焊填充金属，当温度升高时，它们具有足够的强度和很好的耐腐蚀性。这些合金在例如美国专利Nos.4,260,666,4,515,868,4,515,869,4,515,870和4,801,072中已公开。然而上述专利中公开的合金均显现出一定的缺点，使其不适用于钎焊在高温和高氧化性及腐蚀性环境下持续工作的产品。例如，美国专利No.4,260,666,4,515,868和4,801,072中公开的合金包含过渡族难熔元素和硼、硅。然而，由于硼的原子半径非常小致使其穿过接头区域扩散到合金中，特别是在含有铬的合金中，由于具有形成稳定的硼化铬的倾向而加剧了硼的扩散。优选地，这些硼化物在晶界处生成，而导致合金变脆、过度氧化或者甚至完全断裂。不仅如此，这些合金根本就不含有可防止硼向基体金属中扩散的元素。
就美国专利Nos.4,515,869,4,515,870中公开的多组分合金，它们也含有相似的过渡族难熔元素和硼、硅，但是这些合金是镍基的。因此，这些多组分合金仅含有中等量的钴(少于30原子百分比)，而其结果是这种成分不足以保护钎焊零件不受到高温和高氧化性环境的侵袭。
由于上述原因，现有的合金均不适用于用来钎焊将要用在涡轮发动机和超音速空间结构上的零件，因为这些零件要在高温、高氧化性和高应力环境中工作。
相应地，在本领域中仍然存在对改进形钎焊填充材料的需求，需要这种材料适用于在高温下钎焊超级合金和铁-铬基合金，这些合金能够在高应力作用下在高温和高氧化性环境中工作很长时间。
具体地，在本领域中需要有一种钎焊填充金属，能在钎焊表面上自然地形成一层耐高温相的保护层，对基体金属零件进行保护，防止钎焊完成后硼向基体的过度渗透。而且如果该保护层能将硼限制在接头内以防止其向基体金属中过度扩散就更好了。由此，本发明的一个目的是提供一种上述钎焊金属。
本发明的另一个目的是提供钎焊填充金属，这些金属首先要含有与耐高温的基体金属相容的主金属元素；其次，可在钎焊过程中对氧化物覆盖的表面进行润湿；第三，含有一种或几种可向接头交接面发生显著移动并形成一种保护相层。
发明概述
本发明提供一种改进的钎焊填充金属，这种金属具有高温熔化的特性并可形成在很高的工作温度下具有高强度、高抗氧化性的钎接接头。特别适合用作填充金属的钎焊合金中含有钴、铬、钯、镍、钨、钼、硼和硅，这些元素对钎焊金属在高温下形成高强度、高抗氧化性和高耐腐蚀性的钎接接头非常有用。合金的成分可用下面化学式表示
                  CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质)，其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比，”a”值为约15-22,“b”值为约0-20,”c”值为约1-5,“d”值为约1-10,”e”值为约5-12，而”f”值为约5-12,“bal”为平衡值以使总百分比数达到100％。
本发明的合金具有多个迄今为止尚未被认识和公开的有利性质。这些金属的熔点很高，在约1050-1180℃范围内。这些合金由于其硼的含量很小，而且更重要的是其中含有钯，这使其中的硼扩散问题实际上可以忽略，而在普通的含硼合金这一问题总是存在的。钯在接头分界面处形成一层高熔点、高抗氧化性的铝-钯AlPd金属间化合物相，从而防止硼的渗透、改变或优选地细化接头的显微组织并防止接头氧化。此外，不管钯存在与否，将硼的浓度将至最低同时将硅的浓度维持在一个较低的水平，可使本发明的合金制成为延性产品。而且，在降低钴浓度的代价下增加钯的浓度使合金具有可在非晶态下成形并可在金属箔状态下保持延性的性能。
由于本发明的合金在接头分界面可形成有益的AlPd相保护层，使其对硼向金属基体中的有害扩散得到了极好的抑制，从而防止钎焊连接的基体金属零件氧化，并且使其高温强度非常高。同样地，由于首先在固相金属基体/液相填充金属的分界面上形成了高温固态的AlPd相，由于液态填料和固态基体金属之间的象门帘状的相互作用使得对薄的基体金属块的侵蚀被大大地限制了。
用上述填充金属连接而成的钎焊工件具有基本一致的显微结构并在高温下具有很高的强度。此外，本发明提供均质延性金属箔形的钎焊填充金属，这些填充金属由准稳态材料构成，优选地具有至少80％的非晶态组织。
此外，本发明还提供一种改进工艺，用于连接超级合金和/或铁-铬基合金的蜂窝结构，其步骤如下：在待连接的基体金属间插入具有上述成分的填充金属以形成一个组合件；将该组合件加热到比钎焊填充金属液相线温度高约25-50℃的温度，并在该温度下保持一段足够长的时间，使其形成一个结实而抗氧化的接头。
附图简述
参照下面对本发明优选实施方案的详细描述和附图，将使本发明的内容得到全面地理解并且使其其他优点得以显现，其中：
图1是扫描式电子显微镜(扫描电镜)拍摄的铁-铬-铝基接头的显微照片，该接头是采用如美国专利No.4,260,666中公开的现有技术工艺制造的填充金属钎焊而成的，这张显微照片描绘出在基体金属零件内存在大量硼化铬(图中黑色箭头所示)沉淀。这些硼化物主要聚集在平行于基体金属合金轧制方向的平面内。
图2是扫描电镜拍摄的铁-铬-铝基接头的显微照片，该接头是采用本发明工艺制成的含钯3％(重量百分比)的填充金属钎焊而成的，这张显微照片描绘出在接头分界面处形成了一层很密的AlPd金属间化合物相(图中空箭头所示)，这层化合物防止硼渗透到基体金属中进而形成有害的硼化铬。基体金属具有一个大体均一的单相显微组织，沉淀的硼化铬非常有限。
图3是扫描电镜拍摄的铁-铬-铝基接头的显微照片，该接头是采用本发明工艺制成的含钯5％(重量百分比)的填充金属钎焊而成的，这张显微照片描绘出与图2中相同的有益接头显微组织特性，但这一接头中所含AlPd相(图中空箭头所示)要大得多。这表明AlPd相的形成与本发明填充金属中钯的含量确有直接的关系。
图4是金属箔No.4试样的X射线衍射图样，该图显示出非晶态物质的漫射光晕。
发明详述
在任何钎焊工艺中，钎焊材料必须具有足够高的熔点以提供能够满足被焊金属零件的工作要求的强度。而且，钎焊材料必须与被焊的金属基体零件在化学成分和冶金性能上相容。理想地，钎焊材料应为100％含金属的薄片状，以便可利用其压成复杂的形状，从而可以完成对复杂结构的钎焊。钎焊金属箔的组织应为均一的并且具有延展性，也就是说，不含有粘合剂或其他可能在钎焊过程中形成气孔或残留杂质的材料，并且具有足够的柔韧性以便金属箔可被弯成一个直径为金属箔厚度10倍的圆圈而不致断裂。
本发明还提供一种多组分钴/镍-铬基合金，其液相线温度至少是1090℃，而且特别适用于钎焊超级合金和铁-铬-铝基合金。上述钎焊填充金属的成分如下：
                   CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质)，其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比，”a”值为约15-22,“b”值为约0-20,”c”值为约1-5,“d”值为约1-10,”e”值为约5-12，而”f”值为约5-12,“bal”为平衡值以使总百分比数达到100％。
加入硼和硅增强了合金表现为非晶态的能力，而且降低了合金的熔点。添加硼和硅还提供了润湿性能从而保证填充金属和基体之间的冶金连接。其中，硼的含量为约5-12，优选地为约6.5-8.0原子百分比，以改善非晶化性能和基体与填充金属之间的相互作用。而硅的含量为约5-12，优选地为约5.0-10.5原子百分比。研究认为，硅起到导致非晶态结构的形成的作用，并且提高了填充金属的钎焊性能。总的硼和硅含量不能太大，否则会导致钎焊过程中基体金属被过分侵蚀，或者导致在钎焊接头中形成过多的分离的脆性的金属间化合物相。优选地，填充金属中总的硼和硅含量应控制在约14.5-20原子百分比之间，优选范围是约14.5-17。
钯的含量为约1-10原子百分比、优选地为1.5-7原子百分比对于在钎料和基体金属之间的分界面处形成一层高温金属间铝-钯相的保护层是至关重要的。根据二元铝-钯组分相图可知，这两种元素均在一个很窄的成分范围内形成一种高熔点(T熔点=1645℃)、高强度和高抗氧化性的AlPd金属间组分。参阅“二元合金相图分析”T.Misoalski,ASM 1990,p.139-191。根据标准的热力学数据可知，这些化合物的生成焓值比钴、铬、钨、铁和硅可能与铝形成的任何可能的金属间化合物和其他相的生成焓要高得多。高的生成焓值是形成化合物的各元素之间化学反应激励程度的一个基本衡量标准，同时也是反应生成物质、即这一特定条件下生成的AlPd的化学稳定性和机械强度的一个标准。本发明研究发现：在钎焊操作中，AlPd二元金属间相首先聚集在多组分基体和填充金属的接头分界面处。因此，在该处形成了一层保护相层。
此外，优选地，本发明合金中也含有约1-5原子百分比的钨，优选地，其含量在约3.0-5.0原子百分比的范围内，本发明的合金中钨的作用是保持合金的高熔点，同时提高钎焊件上形成的钝化膜的整体强度。
钴和铬是本发明合金的主要组分，构成合金的成分基体，它们对钎焊而成的接头的抗高温氧化性起到决定作用。本发明合金中的镍大大地提高了合金对某些非氧化性腐蚀介质的抵抗力。镍还使合金呈现其他希望具有的性质，如非晶化能力、延展性等等。
本发明的合金可用众所周知的工艺制成多种形式，如粉末、金属箔、带状、细丝等等。本发明的合金也可利用快速凝固技术将具有上述成分的合金铸造成准稳态粉末和均一的具有延展性的金属箔或细丝。常用的生成合金粉末的方法包括：气体或水雾化法，机械粉碎法。但将本发明的合金制成薄片、带状或细丝的最佳方法是快速凝固。
本发明的合金具有很多尚未被认识和公开的优良性能。这些合金具有很高的熔点，并且由于其中的硼含量控制到最低，而且由于钯的存在将硼限制在钎焊接头中，因而没有显著的硼扩散问题，而这一问题是高硼含量合金所不能避免的。同时，硼的浓度加上足够的硅浓度确保了快速凝固技术产生出有延展性且较厚的合金带。不仅如此，硼和硅的联合浓度足够高并将铬浓度控制在21％原子百分比的阈值以内保证了所生产出合金的非晶化能力，同时保持合金带的延展性。最后，本发明的合金不会大量侵蚀基体金属，因而保证了用于蜂窝和板状结构中薄肋零件的整体性。
采用快速凝固技术可将具有上述成分的本发明合金铸造成均一的、有延展性的金属薄片或细丝。具体地，本发明的均一钎焊填充金属可通过快速凝固工艺制成，该工艺包括：将合金组分混合物制成熔融态，在一个旋转淬火轮上以至少约105℃/秒的冷却速度对熔融物进行淬火。这种工艺在美国专利US.Pat.No.4,142,571中公开。
在上述淬火条件下，可获得均一的延展性产品。这种准稳态材料可能是非晶态的，从X射线衍射图样可以看出，该材料不是长程有序的，而是出现一个与无机氧化物玻璃中可观察到的漫射光晕相似的漫射光晕(如图4所示)。优选地，本发明合金的显微组织含有至少50％非晶态相以实现极高的延展性，而若包含至少90％的非晶态相则最好。
准稳态产品也可能是各组成元素的一个溶解体。在本发明的合金中，这种准稳态固溶相很少能用现有技术中生产晶状合金的传统工艺生产出来。相应地，要采用上述的铸造工艺来生产。这些准稳态产品也可是快速凝固制得的粉末和具有延展性的金属箔。
下述的用快速凝固工艺制得的金属箔其厚度为约13-100微米，通常其厚度为约13-76微米，宽度为200毫米或更宽。因为这些产品是均一的(即，在各个方向上基本具有统一的成分)，所以用上述产品钎焊所得的接头的一致性相当好而且基本上没有气孔。
在本发明很宽的成分范围内，发现了一种优选的实施方案，其成分如下：铬的原子百分比为约18-22，镍的原子百分比为约12-17，钯的原子百分比为约1.5-7，钨的原子百分比为约3.0-3.5，硅的原子百分比为约5-10.5，硼的原子百分比为约6.5-8.0，平衡百分比基本上是钴的含量，偶尔也有杂质的含量。上述最优实施方案中的合金的熔点为约1010-1180℃，其优选范围是约1015-1160℃。上述合金的具体优点包括：可在高温下进行钎焊，并形成可在更高温度下在高氧化性和腐蚀性环境中使用的钎焊接头，而不会导致机械性能显著降低。
根据本发明制得的合金特别适用于钎焊在航空工业和发电厂中使用的涡轮零件和航空航天飞行器结构。
下面的实施例将提供对本发明的更全面的理解。下列说明本发明原理和实施方法的具体技术、条件、材料、比例和试验数据均不应构成对本发明范围的限制。
实施例1
宽度约为2.54-200mm(约为0.1-8英寸)、厚度约为13-76微米(0.0005-0.003英寸)的合金带可通过下述方法制得：将表2中所示的各组分的熔融物利用过压的氩气连续地沉积到一个快速旋转的铜制冷却轮(表面转速约为3000-6000英尺/分钟)上。即可制得具有大致玻璃态结构的均一的准稳态合金带。表2中所示合金带的液相线和固相线温度可由微分热过程分析(DTA)技术确定。用一种惰性的参考材料以统一的速度将各个样品一个挨一个加热，而后测量各个样品之间的温差，将其表示成温度的函数。由此，画出一张热相图(加热能量变化和温度之间的关系图)，从该图中可读出熔化起始点和终止点的温度，即公知的固相线和液相线温度。该值如表2所示。
表2合金名义成分(重量百分比)和熔化特性
合金号(实验室标识) 成分 熔化特性
Co     Cr     Ni     Pd     W     B     Si 固相线℃ 液相线℃
1(MBF-100) 平衡值 21.2521.0     -      -     1.24.50     11.652.40     3.051.60     1130     1160
2(#S) 平衡值 22.1720.5     -     1.583.00     1.274.15     7.261.40     12.46.20     1056     1136
3(1PF-2850) 平衡值 21.3321.0     -     1.493.00     1.294.50     7.811.60     10.345.50     1056     1131
4(1PF-2051) 平衡值 20.5520.0 13.6515.00     1.503.00     1.314.50     7.91.60     8.374.40     1068     1156
5(1PF-2052) 平衡值 20.7220.00 13.7615.00     2.535.53      1.324.50     7.91.60     8.444.40     1018      1152
实施例2
用于金相分析试验的试样通常制成“三明治形”搭接试样。每个试样包括：两条125微米厚的合金PM2000带，其成分为按重量计20％Cr,5.5％Al,0.5％Ti,0.45％Y2O3，平衡组分为铁：一条厚度为25微米的厚金属箔，该金属箔可以是表2中的一个样品。上述金属箔包括：样品1，根据现有技术制成；样品4和5，根据本发明名义成分制成。将这一条钎焊金属箔预先夹在两条PM2000厚带中间。PM2000带和所有钎焊填充金属合金的宽度均约为10mm。在上述钎焊合金中，合金带充当隔离物。在真空炉中进行钎焊，炉内压力等于或小于1.33×10- 2pa(10-4 Torr)，钎焊温度为1195℃，时间为15分钟。待随炉冷却后，将钎焊试样切下一部分，装在塑料基体中，在标准设备上进行抛光以制成用于在扫描电子显微镜下观察金相组织的试样。利用SEM/EDAX和Auger分析法观察接头显微组织。图1示出用具有样品1名义成分的合金采用现有技术制成的接头的典型显微组织。从该金相图可以看出，在基体金属零件中存在大量的硼化铬沉淀。这些硼化物(如图黑色箭头所示)主要聚集在平行于基体金属合金的轧制方向的晶面上。
图2是采用填充金属箔制备的试样的SEM显微图，该填充金属箔带有包含3％(重量百分比)的钯并被本发明制造的样品4的名义成分，从该显微图可以看出：在接头分界面形成了致密的一层AlPd金属间相(如图中空箭头所示)，该层物质可防止硼向基体金属中渗透且进而形成有害的硼化铬。基体金属具有基本均一的单相显微组织，其中沉淀硼化铬的量非常有限。图3是采用填充金属箔制得的接头的显微图，该填充金属箔带有包含5％(重量百分比)的钯并按本发明制得的样品5的名义成分，从该图中可以看出，接头的显微组织呈现出与图2所示组织相同的有利基本性能，但是该图中组织包含更多的AlPd相(如图空箭头所示)。这说明AlPd相的形成的确与本发明中填充金属合金中钯的含量直接相关。
以上对本发明进行了进一步详述，还应明了：这种细节不必拘泥于上述描述，而是可由本领域技术人员在本发明范围内进行变化和修改，本发明的范围由下述权利要求限定。

Claims (37)

1．一种钎焊材料，其成分化学式为：
                 CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质)，其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比，”a”值为约15-22,“b”值为约0-20,”c”值为约1-5,“d”值为约1-10,”e”值为约5-12，而”f”值为约5-12,“bal”为平衡值以使总百分比数达到100％。
2．权利要求1中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种粉末。
3．权利要求1中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种合金。
4．权利要求3中所述的合金，其特征在于，所述合金至少含有50％的玻璃相。
5．权利要求3中所述的合金，其特征在于，所述合金至少含有80％的玻璃相。
6．权利要求1中所述的钎焊材料，其固相线温度至少为约1010℃，而液相线温度在约1130-1180℃范围内。
7．权利要求1中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种金属箔。
8．一种用权利要求3中合金制成的钎焊金属箔。
9．一种用权利要求4中合金制成的钎焊金属箔。
10．一种用权利要求5中合金制成的钎焊金属箔。
11．权利要求6中的钎焊金属箔，其厚度为约10-100微米。
12．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“a”的范围为约18-22原子百分比。
13．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“b”的范围为约12-17原子百分比。
14．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“c”的范围为约3.0-3.5原子百分比。
15．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“d”的范围为约1.5-7原子百分比。
16．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“e”的范围为约5-10.5原子百分比。
17．权利要求6中的钎焊金属箔，其特征在于，“f”的范围为约6.5-8.0原子百分比。
18．一种制造钎焊工件的工艺，包括如下步骤：
(a)将权利要求1所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊材料液相线温度高约25-50℃的温度，并在该温度下保持一段足够长的时间以形成接头。
19．一种制造钎焊工件的工艺，包括如下步骤：
(a)将权利要求1所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊填充材料液相线温度高约25-50℃的温度，并在该温度下保持一段足够长的时间以形成钎焊接头，然后冷却到约1000℃并在该温度下保持一段足够长的时间以对上述钎焊结构进行钎焊后退火；
(c)冷却组合件以形成钎焊结构。
20．一种由包括如下步骤的工艺制成的钎焊工件：
(a)将权利要求1所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊材料液相线温度高约25-50℃的温度；
(c)冷却组合件以形成钎焊结构。
21．一种钎焊工件，其钎焊接头中的基体金属零件内基本上没有脆性的金属间化合物硼化铬。
22．一种钎焊材料，其成分化学式为：
                  CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的杂质)，其中下标”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”为原子百分比，”a”值为约18-22,“b”值为约12-17,”c”值为约3.0-3.5,“d”值为约1.5-7,”e”值为约5-10.5，而”f”值为约6.5-8,“bal”为平衡值以使总百分比数达到100％。
23．权利要求22中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种粉末。
24．权利要求22中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种合金。
25．权利要求23中所述的合金，其特征在于，所述合金至少含有50％的玻璃相。
26．权利要求24中所述的合金，其特征在于，所述合金至少含有80％的玻璃相。
27．权利要求22中所述的钎焊材料，其固相线温度至少为约1010℃，而液相线温度在约1130-1160℃范围内。
28．权利要求22中所述的钎焊材料，其特征在于，所述材料为一种金属箔。
29．一种用权利要求24中合金制成的钎焊金属箔。
30．一种用权利要求25中合金制成的钎焊金属箔。
31．一种用权利要求26中合金制成的钎焊金属箔。
32．权利要求26中的钎焊金属箔，其厚度为约14-100微米。
33．一种制造钎焊工件的工艺，包括如下步骤：
(a)将权利要求22所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊材料液相线温度高约25-50℃的温度，并在该温度下保持一段足够长的时间以形成接头。
34．一种制造钎焊工件的工艺，包括如下步骤：
(a)将权利要求22所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊填充材料液相线温度高约25-50℃的温度，并在该温度下保持一段足够长的时间以形成钎焊接头，然后冷却到约1000℃并在该温度下保持一段足够长的时间以对上述钎焊结构进行钎焊后退火；
(c)冷却组合件以形成钎焊结构。
35．一种由包括如下步骤的工艺制成的钎焊工件：
(a)将权利要求22所述的钎焊材料放置在金属基体零件之间以形成组合件；
(b)将上述组合件加热至比上述钎焊材料液相线温度高约25-50℃的温度；
(c)冷却组合件以形成钎焊结构。
36．权利要求1中所述的钎焊材料，其熔点范围约为1010-1190℃。
37．权利要求22中所述的钎焊材料，其熔点范围约为1080-1150℃。
CN99809220A 1998-05-29 1999-05-28 钴－铬－钯基钎焊合金 Expired - Fee Related CN1113725C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/086,832 US6165290A (en) 1998-05-29 1998-05-29 Cobalt-chromium-palladium-based brazing alloys
US09/086,832 1998-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1311725A true CN1311725A (zh) 2001-09-05
CN1113725C CN1113725C (zh) 2003-07-09

Family

ID=22201208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99809220A Expired - Fee Related CN1113725C (zh) 1998-05-29 1999-05-28 钴－铬－钯基钎焊合金

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6165290A (zh)
EP (1) EP1082190B1 (zh)
JP (1) JP2002516183A (zh)
CN (1) CN1113725C (zh)
AU (1) AU4318999A (zh)
CA (1) CA2333630A1 (zh)
DE (1) DE69902383T2 (zh)
HK (1) HK1040066B (zh)
IL (1) IL139994A (zh)
WO (1) WO1999061195A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100431770C (zh) * 2005-08-31 2008-11-12 安徽华东光电技术研究所 一种浸渍钡钨阴极钎料及其使用方法
CN100431772C (zh) * 2005-08-31 2008-11-12 安徽华东光电技术研究所 一种用于浸渍钡钨阴极的钎料及其使用方法
CN100443247C (zh) * 2005-08-31 2008-12-17 安徽华东光电技术研究所 浸渍钡钨阴极钎料及其使用方法
CN100457369C (zh) * 2006-08-17 2009-02-04 贵研铂业股份有限公司 一种高温钴基合金粉末钎料
CN106736036A (zh) * 2017-01-06 2017-05-31 中国科学院金属研究所 一种高熔点钎焊合金
CN116038174A (zh) * 2023-02-21 2023-05-02 北京航空航天大学 一种高w含量的镍基非晶合金钎焊材料及其制备方法和应用

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6838190B2 (en) 2001-12-20 2005-01-04 General Electric Company Article with intermediate layer and protective layer, and its fabrication
US6656292B1 (en) 2002-06-13 2003-12-02 Metzlas, Inc. Iron-chromium base brazing filler metals
US20050067061A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 General Electric Company Nickel-based braze alloy compositions and related processes and articles
US7775414B2 (en) * 2003-10-04 2010-08-17 Siemens Energy, Inc. Consumable insert and method of using the same
US7156280B1 (en) 2005-12-15 2007-01-02 General Electric Company Braze alloy compositions
US20090140030A1 (en) * 2007-10-30 2009-06-04 Sundar Amancherla Braze formulations and processes for making and using
US20170291265A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-12 United Technologies Corporation Braze material for hybrid structures
US11759877B2 (en) 2016-12-23 2023-09-19 General Electric Company Amorphous ductile braze alloy compositions, and related methods and articles
CN106825988B (zh) * 2017-02-25 2018-11-27 河北工业大学 一种等离子弧堆焊用耐高温腐蚀及磨损钴基粉末
EP3454119B1 (en) 2017-09-09 2023-12-27 IMEC vzw Euv absorbing alloys
US11676009B2 (en) * 2019-10-04 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Machine learning based rotor alloy design system
EP4279620A1 (de) * 2022-05-20 2023-11-22 MTU Aero Engines AG Lotmischung zur anwendung in einem verfahren zum löten eines bauteils, additivlegierung, lötverfahren und bauteil

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028235A (en) * 1958-12-29 1962-04-03 Gen Electric Cobalt base brazing alloy
US4260666A (en) * 1979-06-18 1981-04-07 Allied Chemical Corporation Brazed metal articles
US4515868A (en) * 1981-07-22 1985-05-07 Allied Corporation Homogeneous, ductile cobalt based hardfacing foils
US4515869A (en) * 1981-07-22 1985-05-07 Allied Corporation Homogeneous, ductile nickel based hardfacing foils
US4515870A (en) * 1981-07-22 1985-05-07 Allied Corporation Homogeneous, ductile iron based hardfacing foils
KR870001442B1 (ko) * 1981-07-22 1987-08-06 토이 에이취. 멧신길 균일한 연성의 표면경화호일
US4396577A (en) * 1981-10-09 1983-08-02 General Electric Company Cobalt-palladium-silicon-boron brazing alloy
US4801072A (en) * 1984-08-10 1989-01-31 Allied-Signal Inc. Homogeneous, ductile brazing foils
US5916518A (en) * 1997-04-08 1999-06-29 Allison Engine Company Cobalt-base composition

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100431770C (zh) * 2005-08-31 2008-11-12 安徽华东光电技术研究所 一种浸渍钡钨阴极钎料及其使用方法
CN100431772C (zh) * 2005-08-31 2008-11-12 安徽华东光电技术研究所 一种用于浸渍钡钨阴极的钎料及其使用方法
CN100443247C (zh) * 2005-08-31 2008-12-17 安徽华东光电技术研究所 浸渍钡钨阴极钎料及其使用方法
CN100457369C (zh) * 2006-08-17 2009-02-04 贵研铂业股份有限公司 一种高温钴基合金粉末钎料
CN106736036A (zh) * 2017-01-06 2017-05-31 中国科学院金属研究所 一种高熔点钎焊合金
CN116038174A (zh) * 2023-02-21 2023-05-02 北京航空航天大学 一种高w含量的镍基非晶合金钎焊材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
IL139994A0 (en) 2002-02-10
JP2002516183A (ja) 2002-06-04
IL139994A (en) 2004-08-31
EP1082190B1 (en) 2002-07-31
EP1082190A1 (en) 2001-03-14
CN1113725C (zh) 2003-07-09
HK1040066B (zh) 2004-03-12
WO1999061195A9 (en) 2000-02-24
CA2333630A1 (en) 1999-12-02
DE69902383T2 (de) 2003-02-20
WO1999061195A1 (en) 1999-12-02
AU4318999A (en) 1999-12-13
HK1040066A1 (en) 2002-05-24
US6165290A (en) 2000-12-26
DE69902383D1 (de) 2002-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1113725C (zh) 钴－铬－钯基钎焊合金
CA1198128A (en) Protective aluminum-silicon coating composition for metal substrates
Peteves Joining nitride ceramics
EP1140416A1 (fr) Composition de brasure et procede de brasage de pieces en materiaux a base d'alumine avec ladite composition
EP0827437B2 (en) Nickel-chronium-based brazing alloys
US4938922A (en) Gold-nickel-titanium brazing alloy
CN109536943B (zh) 一种激光熔覆涂层粉末及制备方法
CN110480112B (zh) Cf/SiC复合材料与Ni基高温合金的反应复合扩散钎焊连接方法
Ma et al. Superior high-temperature oxidation resistance of a novel (Al2O3–Y2O3)/Pt laminated coating
Lugscheider et al. Methods for brazing ceramic and metal-ceramic joints
EP3225351B1 (en) Brazing compositions for ductile braze structures, and related processes and devices
Xiao et al. Hydrogen permeation barriers and preparation techniques: A review
JPH1053854A (ja) 酸化保護膜
Liu et al. Hot Corrosion Behavior of Si–Y–Co-Modified Aluminide Coating Exposed to NaCl+ Na 2 SO 4 Salt at 1173 K
Mitsui et al. The sulfidation and oxidation behavior of sputter-deposited amorphous Al-Nb-Si alloys at high temperatures
RU2462535C1 (ru) Способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов
Nan et al. Oxidation behaviour of a MoSiBTiC alloy coated by a (Si+ B) co-deposition pack cementation method
Kayamoto et al. Development of low melting temperature fillers for aluminium alloys
RU2375497C1 (ru) Способ нанесения защитного покрытия на детали из никелевых сплавов
JPS613876A (ja) 耐食性に優れた銅合金及び同合金の表面処理方法
Duan et al. Microstructure of laser melted/rapidly solidified γ/Cr 3 Si metal silicide “in situ” composites
Hadian Joining of silicon nitride-to-silicon nitride and to molybdenum for high-temperature applications
Vaidya et al. Joining of MoSi2 to itself and reactions with aluminium interlayers
Li et al. Joining of Cf/SiBCN Composite with Two Ni-based
Mizuhara Gold-nickel-titanium brazing alloy

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: METGLAS INC.

Free format text: FORMER OWNER: HONEYWELL INT INC.

Effective date: 20040218

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: HONEYWELL INT INC.

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: COMBINE SIGNAL LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Patentee after: HONEYWELL INTERNATIONAL Inc.

Patentee before: ALLIEDSIGNAL Inc.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20040218

Address after: south carolina

Patentee after: METGLAS, Inc.

Address before: New jersey, USA

Patentee before: HONEYWELL INTERNATIONAL Inc.

C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee