用于钎焊奥氏体不锈钢物品的钎焊材料及方法技术

一种用于钎焊奥氏体不锈钢物品的钎焊材料，包含：钼(Mo)1.8‑2.2％；镍(Ni)12.5‑13.5％；铬(Cr)16.8‑18.6％；硅(Si)7.0‑12.0％；Mn 3.0‑5.5％；硼(B)1.0‑2.0％；余量为铁(Fe)和少量其它元素，其中这些元素中每种元素的百分比低于0.1％，所有百分比以重量计。

Brazing material and method for soldering austenitic stainless steel articles

A kind of austenitic stainless steel materials used for brazing brazing materials, including: Mo (Mo) 1.8 2.2%; Ni (Ni) 12.5 13.5%; Cr (Cr) 16.8 18.6%; Si (Si) 7 12%; Mn 3 5.5%; boron (B) 1 2%; allowance for iron (Fe) and small amounts of other elements, the percentage of each of these elements is less than 0.1%, all percentages by weight.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钎焊奥氏体不锈钢物品的钎焊材料及方法
本专利技术涉及一种钎焊材料，包含：硅(Si)；锰(Mn)；硼(B)和铁(Fe)。此外，本专利技术涉及根据上述钎焊材料将不锈钢物品钎焊在一起的应用。最后，本专利技术涉及一种热交换器，该热交换器由根据本专利技术的钎焊材料钎焊的奥氏体不锈钢的板制成。
技术介绍
钎焊是一种通过熔化比待连接物品的材料熔点低的金属或合金来连接物品的常用和公知方法。常见的钎焊实例为通过铜磷钎焊材料连接铜物品以及通过铜钎焊材料连接不锈钢物品。钎焊材料的重要特征在于，钎焊材料比待连接的材料熔点低，熔化的钎焊材料与待钎焊的材料之间的润湿性好，脆性相保持在最小值，不会夹带太多到基材中并削弱基材或者使基材熔点降低而导致基材在钎焊循环期间熔化或使钎焊材料的重要元素从基材迁移到钎焊材料中而因此改变基材性质。例如，若镍(Ni)从基材迁移到钎焊材料，会存在基材在钎焊后不是奥氏体的风险。此外，钎焊材料的成本是个问题——至少部分地，使用银(Ag)作为钎焊材料并不罕见，并且基于对银(Ag)的价格的普遍认识，不难理解省去银(Ag)会使钎焊材料的价格(prize)有很大区别。其它常见的钎焊材料是镍和镍基合金，其也是相对昂贵的。钎焊式热交换器已被长期使用；这种热交换器通常包括多个热交换板，其设置有脊(ridges)和凹槽的压制图案，适于在形成板间流动通道时使板彼此间保持距离，用于介质的热交换。所述板会在相邻板的脊和凹槽之间的交叉点处彼此接触，且为了保持板在一起，所述板在这些交叉点处彼此钎焊。热交换板的常用材料为奥氏体不锈钢，例如316或304不锈钢，且常用的钎焊材料为铜。所述热交换板通常于真空或受控气氛下在炉子中钎焊。铜钎焊不锈钢板是连接热交换器板的非常有效和可靠方法，但在一些应用中，铜钎焊是不够的。例如，铜对一些化学品(如氨)敏感，若自来水用热交换器加热，铜离子可能溶解在自来水中，尤其是当待加热的水包含盐时。在过去十年左右期间，钎焊板式热交换器的一些制造商已开发出用于连接热交换器板的铁(Fe)基钎焊材料。然而，迄今为止，铁(Fe)基钎焊板式换热器遭受多个问题，例如，纤焊接头不牢固，由于侵蚀基材或其元素(通过熔点降低剂(depressant)从钎焊材料扩散到基材中)而使基材“烧穿”。熔点降低剂的这种迁移或扩散到基材中会降低其熔点，并且可能因此部分溶解基材并导致例如热交换器板的烧穿。在本领域，通过尝试降低熔点来解决“烧穿”问题，可使用较低的钎焊温度，导致“烧穿”减少。然而，“烧穿”仍然是个问题。因此，不容易造成“烧穿”同时仍具有足够熔点的钎焊材料会是可取的。EP1347859中公开了根据现有技术的铁(Fe)基钎焊材料的一种实例。EP1347859所公开的钎焊材料(这些钎焊材料包含大量的硅(Si)(在1190℃的温度下熔化的钎焊材料至少为10％))的试验显示由于熔点降低剂溶解而形成脆性镍硅化物和侵蚀基材的严重问题，即硅(Si)进入基材并因此熔化基材。在US4410604中发现了铁(Fe)基钎焊材料的另一种实例——在该文中，公开了模仿(mimicking)待钎焊的基材的钎焊材料，除了添加量为1.91-4％的硅(Si)和硼(B)来降低钎焊材料的液相线温度。本专利技术的目的在于提供一种铁(Fe)基钎焊材料，从而解决或至少减轻已知钎焊材料的以上问题。本专利技术的目的还在于通过提供一种用根据本专利技术的钎焊材料的钎焊方法来解决或至少减轻以上问题。
技术实现思路
本专利技术通过一种钎焊材料解决或至少减轻以上或其它问题，该钎焊材料包含：钼(Mo)1.6-2.6％；镍(Ni)12.5-14.5％；铬(Cr)18.0-20.0％；硅(Si)6.8-8.2％；Mn4.0-5.8％；硼(B)0.6-1.2％；余量为铁和少量其它元素，其中这些元素中每种元素的百分比低于0.1％，所有百分比以重量计。为了获得良好的耐腐蚀性，同时保持钎焊材料的成本在可接受水平，钼(Mo)的含量可以为1.9-2.2％。为了保持钎焊材料的成本可接受并同时模仿待钎焊材料的成分，镍(Ni)的百分比可以为13.1-13.3％。为了保证耐腐蚀性，同时保持钎焊材料的成本和熔点在可接受的界限内，铬(Cr)的百分比可以为18.0-18.2％。该百分比也模仿了待钎焊基材的铬(Cr)含量。为了降低钎焊材料的熔点，同时使硅化物(例如镍硅化物)的形成维持在可接受水平，硅(Si)的百分比可以为7.5-8.2％。在本专利技术的一些实施方式中，硅(Si)的百分比可以为7.8-8.0％。为了减少钎焊材料对基材的侵蚀性，且为了有助于作为奥氏体稳定剂，锰(Mn)的百分比可以为4.0-5.5％。若锰(Mn)的百分比为5.0-5.5％或5.1-5.3％，侵蚀可进一步减少。为了降低钎焊材料的熔点，同时使硼化铬的形成保持在可接受水平，硼(B)的百分比可以为0.9-1.2％。为了进一步减少硼化铬的形成，硼(B)的百分比可以为1.0-1.1％。所述钎焊材料可用于将奥氏体不锈钢物品(尤其是304或316型)钎焊在一起。一种适合钎焊的物品的实例为热交换板。附图说明以下将结合附图参考本专利技术的优选实施方式来描述本专利技术，其中：图1a为示出了根据本专利技术的几种不同钎焊材料的DTA-TGA曲线图；图1b为示出了具有根据本专利技术的组分的一种钎焊材料的DTA-TGA曲线图；图2为示出了侵蚀随硅、锰和硼的百分比变化的函数作为侵蚀的主要影响的三个图；以及图3为示出了对于不同钎焊材料的侵蚀vs.钎焊温度减去液相线温度(即过热)的散点图。具体实施方式根据本专利技术的钎焊材料包含：钼(Mo)1.6-2.6％；镍(Ni)12.5-14.5％；铬(Cr)18-20％；硅(Si)6.8-8.2％；锰(Mn)3.0-6.4％；；硼(B)0.6-1.2％；余量为铁(Fe)和少量其它元素，其中这些元素中每种元素的百分比小于0.1％，所有百分比以重量计。下面给出关于根据本专利技术的钎焊材料成分的一些论证。应该注意的是，所述钎焊材料的成分需全部配合来提供所需的性能。因此，不可能修改一种成分的百分比并预见对整个钎焊材料的影响(例如关于熔点、耐蚀性、侵蚀和强度)。关于余量，即铁(Fe)，使用铁有两个原因：第一个原因在于铁是低成本金属，第二个原因在于铁能使钎焊材料模仿待钎焊的基材(在这种情况下，为316或304不锈钢)。镍(Ni)会为钎焊材料提供奥氏体属性(properties)。若使用的镍比以上定义的少，则在钎焊接头中过度形成铁素体相的风险增加。而且，在钎焊过程中，将存在基材中的镍将会迁移到钎焊接头中的风险，从而增加基材中形成铁素体相的风险。若使用的镍比以上定义的多，所述钎焊材料的成本会增加。所述的铬(Cr)含量会为钎焊接头提供耐腐蚀性——量比以上定义的小，会提供更少的耐腐蚀性，而更大的量会增加钎焊材料的成本并以不期望的方式影响钎焊材料的熔化温度。然而，铬量的增加会提高熔化温度。铬还能起到铁素体稳定剂的作用——通过向钎焊材料添加约等于待钎焊材料中铬量的铬，可以模仿基材的组成。钼(Mo)也会提高钎焊材料的耐腐蚀性。若使用的钼比以上定义的少，耐腐蚀性会降低。钼是昂贵的金属——因此，若使用较多钼，会增加钎焊材料的成本。此外，钼是铁素体稳定剂，且其使用的量设置为模仿待钎焊的奥氏体基材。锰(Mn)是减少基材(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊材料，包含：钼(Mo)1.6‑2.6％；镍(Ni)12.5‑14.5％；铬(Cr)18.0‑20.0％；硅(Si)6.8‑8.2％；Mn 4.0‑5.8％；硼(B)0.6‑1.2％；余量为铁(Fe)和少量其它元素，其中这些元素中每种元素的百分比低于0.1％，所有百分比以重量计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.08 SE 1451185-11.一种钎焊材料，包含：钼(Mo)1.6-2.6％；镍(Ni)12.5-14.5％；铬(Cr)18.0-20.0％；硅(Si)6.8-8.2％；Mn4.0-5.8％；硼(B)0.6-1.2％；余量为铁(Fe)和少量其它元素，其中这些元素中每种元素的百分比低于0.1％，所有百分比以重量计。2.根据权利要求1所述的钎焊材料，其中，钼(Mo)的百分比为1.9-2.2％。3.根据前述权利要求中任意一项所述的钎焊材料，其中，镍(Ni)的百分比为13.2-13.7％。4.根据前述权利要求中任意一项所述的钎焊材料，其中，铬(Cr)的百分比为18.0-19.0％。5.根据前述权利要求中任意一项所述的钎焊材料，其中，硅(Si)的百分比为7.3-8.2％。6.根据前述权利要求中任意一项所述的钎焊材料，其中，硅(Si)的百分比为7.8-8.2％。7.根据前述权利要求中任意一项所述的钎焊材料，其中，锰(Mn)的百分比为4.5-5.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·博尔内加尔，
申请(专利权)人：舒瑞普国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE