一种用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料及用其进行钎焊的方法技术

一种用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料及用其进行钎焊的方法，它涉及一种含混合稀土的铁基钎料及用其进行钎焊的方法。本发明专利技术目的是要解决现有铁基钎料存在熔融温度高，及用于焊接时形成磷脆相，大大降低接头的剪切强度的问题。用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料按质量分数由Cr、Ni、Si、P、Cu、镧系混合稀土和Fe制备而成。将Fe、Cr、Ni、Cu、P、Si以及镧系混合稀土（RE）粉末加热至液态合金状态后，使用雾化法得到合金粉末，将粉末与粘结剂混合均匀，涂覆在不锈钢待焊接面上，得到待焊件，然后将其放入真空钎焊炉中，真空钎焊处理，即可。优点：焊接接头的抗剪强度达180～200MPa，具有很好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，它涉及一种含混合稀土的铁基钎料及用其进行钎焊的方法。本专利技术目的是要解决现有铁基钎料存在熔融温度高，及用于焊接时形成磷脆相，大大降低接头的剪切强度的问题。用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料按质量分数由Cr、Ni、Si、P、Cu、镧系混合稀土和Fe制备而成。将Fe、Cr、Ni、Cu、P、Si以及镧系混合稀土（RE）粉末加热至液态合金状态后，使用雾化法得到合金粉末，将粉末与粘结剂混合均匀，涂覆在不锈钢待焊接面上，得到待焊件，然后将其放入真空钎焊炉中，真空钎焊处理，即可。优点：焊接接头的抗剪强度达180～200MPa，具有很好的力学性能。【专利说明】
本专利技术涉及一种含混合稀土的铁基钎料及用其进行钎焊的方法。
技术介绍
近年来，工业上所使用的不锈钢的钢种从奥氏体系过渡到铁素体系，在这一状况下，目前钎焊不锈钢所用的镍基钎料在用于铁素体系不锈钢基材时，钎焊后的基材的组织粗大化，钎焊部件的强度降低。关于该组织粗大化，认为在于Ni钎料所含的Cr量，Cr重量百分比需要抑制得低于20%。另外，由于近年Ni锭和Cr锭的价格上涨，Ni钎料的造价上升，特别期望降低了 Ni量的低造价的钎料。铁基钎料可以替代镍基钎料用于不锈钢的钎焊，而目前钎焊不锈钢所用的铁基钎料大多数具有熔融温度高的不实用性的特点，而目前一些低熔点的铁基钎料由于含有较高含量的P元素，具有形成磷脆相的风险，大大降低接头的剪切强度。
技术实现思路
本专利技术目的是要解决现有铁基钎料存在熔融温度高，及用于焊接时形成磷脆相，大大降低接头的剪切强度的问题，而提供。用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料按质量分数由5%?20%的Cr、0.5%?35%的N1、0.5%?7%的S1、4%?10%的Ρ、0.3%?5%的Cu、0.01%?1%镧系混合稀土和余量为Fe制备而成；所述的Ni与Cr的总质量分数为15%?50% ;所述的Si与P的总质量分数为9%?13%。利用用于不锈钢材料钎焊的含混合稀土的铁基钎料进行钎焊的方法是按以下步骤完成的:一、准备材料:按质量分数称取5%?20%的Cr粉、0.5%?35%的Ni粉、0.5%?7%的Si粉、4%?10%的P粉、0.3%?5%的Cu粉、0.01%?1%镧系混合稀土和余量为Fe粉；且所述的Ni粉与Cr粉的总质量分数为15%?50% ;所述的Si粉与P粉的总质量分数为9%?13%，得到原料；二、雾化法制备铁基钎料:首先将步骤一称取的原料混合均匀，得到混匀后原料，在Ar气保护下将混匀后原料加热至液态合金后，利用雾化法制备成合金粉末，即得到铁基钎料；三、预处理:采用丙酮对不锈钢待焊接面进行清洗并烘干，即得到预处理后不锈钢待焊件；四、涂覆:首先将铁基钎料与粘结剂混合均匀，得到混合物，然后将混合物涂覆在步骤二得到的预处理后不锈钢待焊件的焊接面上，涂覆层的厚度为100 μ m?200 μ m,得到待焊件；五、真空焊接:首先将两个待焊件的焊接面对接在一起，然后放入真空钎焊炉中，在真空度不低于I X KT2Pa下以10°C /min从室温升温至600?700°C，并在真空度不低于I X 10?2Pa和温度为600?700°C下保温IOmin?30min后，在真空度不低于I X 10?2Pa下再以10°C /min的速度升温至1100?1160°C，并在真空度不低于I X KT2Pa和温度为1100?1160°C下保温5min?35min后，在真空度不低于I X 10?2Pa下再以8?12°C /min速度降温至室温，得到不锈钢钎焊连接件，即完成利用用于不锈钢材料钎焊的含混合稀土的铁基钎料的钎焊方法；步骤三中所述的铁基钎料与粘结剂的体积比为1: (0.5?2)。本专利技术优点:一、本专利技术所提供的用于不锈钢钎焊的含混合稀土铁基钎料，一方面减少了钎焊不锈钢时所用镍元素的含量，由于镍价格昂贵，本专利技术大大降低了成本。另一方面，合金元素的添加有效的使钎料熔点保持在1100°c以下，使钎料更具有实际使用意义，且少量稀土元素的添加，不仅大幅度的提高了钎料的润湿及填缝能力，更有效的避免了磷元素等脆性元素对钎缝接头的削弱，使钎缝的力学性能进一步提高；因此本专利技术是提供一种成本相对较低，具有实用的钎焊温度(1150°C以下)的，在不锈钢等金属表面润湿性及填缝能力好的，抗腐蚀能力较强的，且能有效避免磷脆相对钎缝力学性能的削弱的用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料；这种钎料对不锈钢的润湿性优异，熔点适于生产使用，钎焊接头耐热性、耐蚀性较好，且钎焊接头强度优异；二、钎焊不锈钢材料得到的焊接接头的抗剪强度达180?200MPa，具有很好的力学性能。【专利附图】【附图说明】图1是常用镍基钎料BNi?5钎焊304不锈钢接头形貌SEM图，图1中A表示304不锈钢，图1中B表示脆性化合物；图2是无稀土铁基钎料钎焊304不锈钢接头形貌SEM图，图2中A表示304不锈钢，图2中B表示脆性化合物；图3是试验一所述的用于不锈钢材料钎焊的含混合稀土的铁基钎料钎焊304不锈钢接头形貌SEM图，图3中A表示304不锈钢。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式是用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料按质量分数由 5% ?20% 的 Cr、0.5% ?35% 的 N1、0.5% ?7% 的 S1、4% ?10% 的 Ρ、0.3% ?5% 的 Cu、0.01%?1%镧系混合稀土和余量为Fe制备而成；所述的Ni与Cr的总质量分数为15%?50% ;所述的Si与P的总质量分数为9%?13%。本实施方式所述的镧系混合稀土为含镧高的混合稀土，所述的含镧高的混合稀土中镧质量分数为45%?50%、Ce的质量分数低于5%、Pr的质量分数低于13%、Nd的质量分数低于分37%。本实施方式所述的用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料中，少量镧系混合稀土(RE)，可以与母材中的镍(Ni)等元素相互作用，引起晶界的结构、化学成分和能量的变化，影响其他元素的扩散和新相的成核与长大，使晶粒细化，使钎料的延展率大大的提高，同时增强了钎料的力学性能，钎焊过程中有效的减少了脆性磷化物的形成，使得钎缝力学性能进一步提闻。本实施方式所述的用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料，基本上通过Fe?Cr?Ni的固溶体和这些元素与Si及P的金属间化合物的共晶反应来使熔融温度降低，调整构成成分的平衡，构筑熔融温度、各种特性(耐热性、耐腐蚀性、强度等)的良好的成分范围而能够达成。Ni在Fe?Cr中固溶，成为Fe?Cr?Ni固溶体,为了尽可能地使合金的耐热性、耐腐蚀性、强度提高而优选使其大量含有，但是重量百分比若超过35%，则形成强度低的P化合物，导致钎料合金的强度降低，成本上升。若Ni量降低，则本钎料的液相线温度上升，但即使为0%时，仍可以得到目标特性。出于以上的理由，Ni重量百分比限定为35%以下，但重量百分比优选为10?35%。Cr与Ni —样，是本专利技术钎料中的基准成分，形成Fe?Cr或Fe?Cr?Ni的固溶体，是使合金的耐热性、耐腐蚀性、强度提高的重要成分，但发现在对铁素体系不锈钢基材进行钎焊中，它也会造成一定的问题。即，若Cr重量百分比超过25%，则钎焊后的基材组织组大化，部件的强度降低。Cr重量百分比低于5%时，耐腐蚀性劣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料，其特征在于用于不锈钢钎焊的含混合稀土的铁基钎料按质量分数由5%～20%的Cr、0.5%～35%的Ni、0.5%～7%的Si、4%～10%的P、0.3%～5%的Cu、0.01%～1%镧系混合稀土和余量为Fe制备而成；所述的Ni与Cr的总质量分数为15%～50%；所述的Si与P的总质量分数为9%～13%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何鹏，阎超，张文良，陈诚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：