一种核工业用高温镍基膏状钎焊料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种核工业用高温镍基膏状钎焊料及其制备方法，包括钎焊料和载体，钎焊料以镍基为基体，添加合金元素Cr、Si、Fe、Pd、P和Ge，载体由溶剂、树脂和添加剂组成。本发明专利技术的高温镍基膏状钎焊料通过分别制出钎焊料粉末和载体，然后再将两者混合制得。本发明专利技术采用的载体具有良好的化学稳定性，不与钎焊料合金粉末发生化学反应，不采用水溶性粘合剂，不挥发出有毒有害气体，不含有卤族元素成分，化学成分稳定，其粘度可调并具有良好的流动性和合适的挥发性，钎焊后没有残留物；同时钎焊料合金粉末在载体中分布均匀，在放置期间具有良好的化学稳定性、均匀性，合金粉末与载体不发生化学反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体涉及一种镍基膏状钎焊料的组成物-镍基钎焊料、膏状载体的组分及其制备技术。
技术介绍
核工业用镍基膏状钎焊料主要用于核电站燃料组件定位格架的焊接，定位格架条带采用GH4169高温镍基合金材料，目前国外主要采用膏状化BNi-7和BNi_5系列钎焊料，BNi-7系列钎焊料熔点较低，但其强度低，塑性差，由于含磷量高，钎焊料的熔蚀较大，有损基体材料的强度。BNi-5系列钎焊料的强度高，溶蚀小，但其缺点是熔点太高，使得钎焊温度大大增加，导致合金性能发生改变。国内主要采用自主研发的一种低熔点、强度高、溶蚀小以及抗腐蚀性能优异的粉末状镍基钎焊料。这种粉末状钎焊料在实际涂料过程中，需现场使用冷杉树脂将钎焊料调成糊状，冷杉树脂的挥发物对操作人员健康有不利影响；杉树脂将钎焊料调成的糊状不均匀，钎焊料易沉淀；手工操作涂料效率低，劳动强度大且难以保证每条焊缝涂料均匀，影响格架的钎焊质量。由于粉末状镍基钎焊料存在上述问题，所以研制一种新型的膏状化镍基钎焊料已显得十分必要和迫切。采用真空钎焊工艺，使定位格架刚性好、强度高、外型尺寸精确，涂料过程能够脱离手工操作，提高钎焊效率，并实现批量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一种新型的膏状化镍基钎焊料，使定位格架焊接过程能够脱离手工操作，提高钎焊效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的—种核工业用高温镍基膏状钎焊料，用于核工业定位格架自动钎焊，包括钎焊料和载体，其特征在于所述钎焊料以镍基为基体，添加合金元素Cr、Si、Fe、Pd、P和Ge，所述载体由溶剂、树脂和添加剂组成。优选地，所述钎焊料可由下列组分组成，按重量百分数(wt. %)计为Cr 16. 5% 17. 5%, Si 9. 5% 10. 5%, Fe :8. 5% 9. 5%, Pd :4. 5% 5. 0%, P :1. 5% 1. 8%, Ge 2.0% 3. 0%,余量为Ni。所述载体中，所述溶剂包括主溶剂和助溶剂，所述主溶剂为醚类，沸点为150°C 180°C，所述助溶剂为酯类，沸点为130°C 150°C;进一步地，所述主溶剂可以为乙二醇二甲醚，所述助溶剂可以为乙酸乙酯。所述树脂为聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素，所述添加剂为非离子表面活性剂(0P)。所述载体的组成，按重量百分数(wt. %)计为主溶剂45 55%，助溶剂2(T30%，树脂15 25%，添加剂广3%。优选地，所述载体可由下列组分组成，按重量百分数(wt. %)计为乙二醇二甲醚45 55%，乙酸乙酯20 30%，聚乙烯醇缩丁醛15 25%，非离子表面活性剂(OP) :1 3%。优选地，所述钎焊料与所述载体的重量比范围为65 35 85 15。上述核工业用高 温镍基膏状钎焊料的制备方法，首先分别制出钎焊料粉末和载体，然后再将两者混合，其各自的制备步骤如下a.按照下面的步骤制备钎焊料粉末(I)按钎焊料成分配料；(2)真空条件下熔炼；(3)真空气雾化制粉；(4)粉末粒度分级；(5)真空处理；b.载体称取所需重量的溶剂(主溶剂、助溶剂)于不锈钢罐内，在搅拌状态下，慢慢加入已称好的树脂和添加剂于不锈钢罐内，制备有机载体；c.将制得的有机载体与钎焊料粉末进行混合。优选地，所制备的钎焊料粉末的粒度为-300目；所述有机载体与钎焊料粉末以球磨方式进行混合。本专利技术所用的有机物均采用分析纯有机物，其组成元素为C、H、0三种，而不含任何其他元素；具有良好的化学稳定性，不与钎焊料合金粉末发生化学反应，不挥发出有毒有害气体，不含有卤族元素成分，其粘度可调并具有良好的流动性和合适的挥发性，钎焊后不得有残留物。另外，有机载体的研制一定要满足用户使用自动涂装机器进行涂料的要求，适应其工艺性能，涂装后具有良好的流平性。钎焊料目前采用的钎焊料粉末粒度约140目，颗粒相对较粗，无法膏状化，在用冷杉树脂现场调配时，糊状不均匀，钎焊料极易沉淀，且粉末的氧含量已接近或超过0. 05%。本专利技术选用-300目钎焊料，粉末颗粒表面光滑、氧含量低，成份均匀、组织细化，完全满足钎焊料粉末的技术要求。有机载体本专利技术选择合适的溶剂、树脂和添加剂，研制出适用的载体。溶剂的选择需考虑其粘度、挥发性、环保性等，其中主溶剂选择醚类，因为其具有较好的溶解性和环保性，沸点以150°C 180°C为宜；助溶剂选择溶解性较强的酯类，沸点以130°C 150°C为宜，以增强溶剂的溶解性；树脂的选择应考虑分子量、粘度、组成、与溶剂的匹配性，可选择聚乙烯醇缩丁醛类，其可溶性好、流动性好、无残留、不含卤族元素，乙基纤维素类也是一种很合适的选择；添加剂可选择0P，用来增强焊膏的流动性和延长存放时间。所有的有机物均采用分析纯有机物，其组成元素为C、H、0三种，而不含任何其他元素。膏状钎焊料将研制出的有机载体与钎焊料粉末进行混合。一般来说，钎焊料粉末与有机载体的重量比范围约为65 35 85 15。配制方法以球磨混合最为合适，这种方法均匀性较好，并可隔绝与空气的接触，防止粉末在制膏过程中被氧化。本专利技术的镍基膏状钎焊料具有如下优点 (I)载体具有良好的化学稳定性，不与钎焊料合金粉末发生化学反应，不采用水溶性粘合剂，不挥发出有毒有害气体，不含有齒族元素成分，化学成分稳定，其粘度可调并具有良好的流动性和合适的挥发性，钎焊后没有残留物。(2)钎焊料合金粉末在载体中分布均匀，在放置期间具有良好的化学稳定性、均匀性，合金粉末与载体不发生化学反应。下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范围的限制。具体实施例方式在本专利技术的实施例中，按照下列步骤制备核工业用高温镍基膏状钎焊料 a.按照下面的步骤制备钎焊料粉末(1)按钎焊料成分配料钎焊料由下列组分组成，按重量百分数计为Cr 16. 5% 17. 5%, Si :9. 5% 10. 5%, Fe :8. 5% 9. 5%, Pd 4.5% 5. 0%，P 1. 5% I. 8%,Ge :2. 0% 3. 0%，余量为Ni ; (2)真空条件下熔炼；(3)真空气雾化制粉；(4)粉末粒度分级；(5)真空处理；b.载体称取主溶剂乙二醇二甲醚或乙烯乙二醇醚，45 55wt.%，助溶剂乙酸乙酯，2(T30wt.%，于不锈钢罐内，在搅拌状态下，慢慢加入已称好的树脂聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素，15^25wt. %和添加剂非离子表面活性剂(0P)，r3wt. %于不锈钢罐内，制备得到有机载体；c.将制得的有机载体与钎焊料粉末进行混合，例如球磨混合，钎焊料与载体的重量比范围为65 : 35 85 : 15。实施例中所用的有机物均采用分析纯有机物，其组成元素为C、H、0三种，而不含任何其他元素。钎焊料粉末粒度选用-300目钎焊料，粉末颗粒表面光滑、氧含量低，成份均匀、组织细化，完全满足钎焊料粉末的技术要求。实施例I钎焊料中成分(按重量百分数计)为Cr 16. 5% ；Si :9. 5% ；Fe :8. 5% ；Pd :4. 5% ；P I. 5% ；Ge 2. 0%，其余为镍。有机载体(按重量百分数计)中主溶剂乙二醇二甲醚55%，助溶剂乙酸乙酯23%，树脂聚乙烯醇缩丁醛20%，添加剂OP 2%。钎焊料粉末与有机载体的重量比约为65 35。配置的膏状钎焊料放置1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核工业用高温镍基膏状钎焊料，包括钎焊料和载体，其特征在于所述钎焊料以镍为基体，添加合金元素Cr、Si、Fe、Pd、P和Ge，所述载体由溶剂、树脂和添加剂组成。2.根据权利要求I所述的核工业用高温镍基膏状钎焊料，其特征在于所述钎焊料由下列组分组成，按重量百分数计为Cr 16. 5% 17. 5%, Si :9. 5% 10. 5%, Fe :8. 5% 9. 5%, Pd 4.5% 5. 0%, P :1. 5% 1. 8%, Ge :2. 0% 3. 0%，余量为 Ni。3.根据权利要求I所述的核工业用高温镍基膏状钎焊料，其特征在于所述载体中，所述溶剂包括主溶剂和助溶剂，所述主溶剂为醚类，沸点为150°C 180°C，所述助溶剂为酯类，沸点为130。。 150。。。4.根据权利要求3所述的核工业用高温镍基膏状钎焊料，其特征在于所述树脂为聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素，所述添加剂为非离子表面活性剂。5.根据权利要求4所述的核工业用高温镍基膏状钎焊料，其特征在于所述主溶剂为乙二醇二甲醚，所述助溶剂为乙酸乙酯，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江洪林，陈松，尹延西，罗远辉，黄永章，王力军，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：