铁镍基箔带钎料及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种铁镍基箔带钎料，其化学成分按重量百分比为：20％‑37％的Ni,12％‑18％的Cr,1.5％‑3.5％的Si,4.5％‑7％的P,0.3％‑1.2％的B,1％‑3％的Cu,1％‑2％的Mo,0.3％‑1％的Zr,余量为Fe。本发明专利技术还提供一种铁镍基箔带，以上述铁镍基箔带钎料为原料，使用急冷方式，制成0.025‑0.04mm薄带。本发明专利技术钎料的特点是：钎焊温度低，可在1050‑1100℃温度下钎焊，不影响不锈钢母材的性能；钎焊接头强度高；钎焊接头的抗酸腐蚀能力强；钎料可制成箔带，便于大面积钎焊件的装配以及避免使用焊膏造成的缺点。钎料价格低于镍基钎料，经济性好，特别适用于不锈钢EGR冷却器，油冷却器以及其它热交换器的钎焊。

Iron nickel based solder tape and its application

The invention provides an iron nickel base filler metal foil, its chemical composition by weight percentage: 20% 37% Ni, 12% Cr 1.5% 18%, 3.5% Si, 4.5% P 0.3% 7%, 1.2% B, 1% Cu 1% 3%, 2% Mo, 0.3% 1% Zr, the rest is Fe. The invention also provides an iron nickel foil, the iron nickel base filler metal foil as raw material, the use of emergency cooling mode, which is made up of 0.025 0.04mm ribbons. The characteristics of the solder of the invention is: low brazing temperature, brazing in 1050 at a temperature of 1100 DEG C, does not affect the performance of stainless steel base material; high strength of brazed joints; brazing joint strong acid corrosion ability; solder can be made of foil, easy to assemble large parts and avoid the use of brazing solder paste caused by shortcomings. The price of the solder is lower than that of the nickel based filler metal and has good economic performance, and is especially suitable for soldering stainless steel EGR coolers, oil coolers and other heat exchangers.

【技术实现步骤摘要】
铁镍基箔带钎料及其应用
本专利技术涉及一种铁镍基箔带钎料及其制备的铁镍基钎料箔带，铁镍基钎料箔带可用于不锈钢钎焊，特别适用于EGR(废气再循环)冷却器以及其它热交换器，属于焊接领域。
技术介绍
随着大气污染的日益严重和人们对环保意识的不断提高，汽车排放法规越来越受到国家和政府的重视。为了达到新排放法规，必须采用新技术和新装置，对尾气进行净化处理。EGR冷却器应运而生，它可以有效地满足汽车尾气净化处理要求。EGR冷却器的作用是通过将一部分废气在EGR冷却器中进行冷却，并循环回到汽缸内，用来降低汽缸中的燃烧温度和氧含量，因而既能明显降低氮氧化物和烟尘排放，又可节省油耗。因此EGR冷却器已成为汽车(尤其是柴油车)必不可少的重要部件。EGR冷却器的工作环境严峻：要求能承受高温、强压和酸腐蚀。EGR冷却器采用薄壁不锈钢，由真空钎焊方法制造。目前，EGR冷却器大多用镍基钎料钎焊，其中BNi-5系列镍基钎料钎焊的接头耐腐蚀性好，强度和抗氧化性也较高，对不锈钢母材的反应小。其中BNi-5a,BNi-5b可制成箔材，是较好的钎料。但钎料的熔化温度高，钎焊温度高达1175℃以上，导致不锈钢晶粒长大；而且钎料含镍量高，价格贵,因此迫切需要：1、以铁代镍，减少钎料的含镍量和降低成本；2、将钎焊温度降低到1100℃以下；降低能耗和成本，以及不影响不锈钢母材的性能；3、良好的钎焊性能，力学性能和抗腐蚀性；4、可制成薄带，方便EGR冷却器的制造，又可防止钎焊膏中的溶剂和粘结剂在加热时的挥发对真空造成的污染，以及焊膏爆裂影响润湿特性。较早的专利US4410604公开一种FeNiCrSiB钎料合金，钎焊温度介于1150℃-1200℃之间。专利US4402747公开了一种FeNiCrSiB钎料合金，钎焊温度达1180℃。专利US2006/0090820A1公开了一种Fe-Cr-B-Si-Mo(W)钎料合金，该钎料可以制成箔带，但钎料的液相线温度高于1145℃，钎焊温度更高得多。专利US7455811B2和EP2937170A1公开了一种FeNiCrMnMoSiPB和微量元素的钎料合金，可制成粉和钎料箔带，钎焊温度为1190℃。专利2008/0006676A1公开了一种FeCrNiSiP钎料合金，制成粉和膏状使用，钎焊温度为1176℃。专利US2012/0183807A1和US9193011B2公开了一种FeCrNiCuPSiMn钎料，其商品牌号为F300，钎焊温度1100℃，但只能制成粉和膏状。专利US2008/0318082A1和US8951368B2公开了两类钎料合金；一类是FeNiCrSiBP合金，可制成钎料箔带，钎焊温度高于1170℃(商品牌号VZ2099),另一类是FeNiCrMoCuSiBP合金，可制成钎料箔带，钎焊温度高于1170℃(商品牌号VZ2106)。专利CN200880128613.6公开一种FeCrNiCuPSiMo钎料合金，成分和F300很接近，钎焊温度1120℃，该钎料也只能制成粉和膏。专利CN201310541104.9和CN20131054137.9公开两种FeNiCrSiBCu钎焊合金，钎焊温度分别为1110-1140℃和1090-1100℃,可制成钎料箔带；但钎料含硼量高，有向不锈钢晶间渗入的倾向，对不锈钢薄板性能有害，而且接头抗酸能力差。专利CN105215574A公开了一种FeNiCrSiCuPBMoC的钎料合金，钎焊温度低(1050℃)，但很难制成钎料箔带。现有技术提供的各种铁基合金不足之处可归纳如下：1、钎料的钎焊温度高。根据美国材料学会(ASM)不锈钢手册的数据，镍铬不锈钢在低于1095℃温度下不发生晶粒长大现象，而目前的绝大部分铁基钎料的钎焊温度均高于此温度，危害不锈钢母材性能。2、很多钎料不能制成钎料箔带，只能以膏状使用，焊膏中的有机物和溶剂在加热时挥发而爆裂，影响润湿特性，并且影响真空炉的真空度。钎料如制成箔带，即方便于部件的装配(尤其是大面积焊接部件)，也可克服使用焊膏的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的不足而设计提供的一种铁镍基箔带钎料。为实现上述目的，本专利技术提供一种铁镍基箔带钎料，其化学成分按重量百分比为：20％-37％的Ni,12％-18％的Cr,1.5％-3.5％的Si,4.5％-7％的P,0.3％-1.2％的B,1％-3％的Cu,1％-2％的Mo,0.3％-1％的Zr,余量为Fe。优选的，所述B和Zr的总含量为1％-1.6％。本专利技术还提供一种铁镍基箔带，以上述铁镍基箔带钎料为原料，使用急冷方式，制成0.025-0.04mm薄带。本专利技术的铁基钎料具有以下特征：1、钎焊温度低于1100℃，最低可达1050℃，不锈钢晶粒不会发生晶粒长大现象，因此不影响不锈钢的性能，而且可以节省钎焊时的能耗。2、钎料可制成0.025-0.040mm的箔带。3、钎焊接头的强度性能好。4、钎焊接头对酸的抗腐蚀性高。本专利技术特别适用于EGR冷却器等各种热交换器的制造。现有技术的特点：1.或者满足了钎料的熔点，而牺牲了钎料的钎料箔带的成型性(如F300钎料)。2.或者是满足了钎料箔带的成型性，而牺牲了钎料的低熔点(如VAC2106)。本专利技术提出的钎料能解决此矛盾。钎料的性能和非晶成型性与合金元素有关。本专利技术是以Fe-Ni-Cr为基体的钎料。Ni可提高钎料的强度和抗腐蚀性，此外Ni又有利于形成箔带的能力。因此Ni添加量不能小于20重量百分比。Cr可提高钎料的抗腐蚀性和抗氧化性，但Cr含量超过20重量百分比后，很难制成箔带。钎料熔化温度也明显提高。加Cr量应控制在20重量百分比以下。B、Si、P是钎料的降熔元素，利用在铁基钎料中添加B、Si、P来降低钎料熔点。尤其是B不但能降低钎料熔点，而且B是促使形成箔带的重要元素。但含硼量高的钎料合金在钎焊时发生向不锈钢晶间渗入影响，影响不锈钢性能以及使钎焊接头抗腐蚀变坏。加硼量应小于1.2重量百分比。Si和P能降低钎料的熔点，但发现添加3.5重量百分比以上的Si虽能制成箔带，但钎料脆无使用价值。添加过多的磷，大于7重量百分比，将使使钎缝发脆，强度降低。磷对箔带成型没有太大影响。本专利技术的关键是添加少量的Zr。Zr是强烈形成非晶箔带合金的元素，少量的Zr即有助于钎料箔带的形成。Zr虽然是高熔点元素(熔点1852℃)，但根据Fe-Zr和Ni-Zr状态图，少量锆能降低Fe和Ni的熔点。Zr添加量小于1重量百分比对箔带成型就非常有利。Mo和Cu是提高钎焊接头的抗腐蚀性和强度。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。表1列出了本专利技术的12个实施例的钎料成分及重量百分比组成。上述钎料实施例的制造方法如下：1、选用纯度不低于99.5％的高纯Fe，Ni，Cr，Cu，Mo元素。钎料中的P，B，Si，Zr等元素以Fe-P，Fe-B，Fe-Si，Fe-Zr中间合金型式加入。采用中间合金的目的是减少这些元素在熔炼过程中的损耗，确保钎料合金成分的正确性。2、按所述成分配比称量。3、采用保护气体感应加热熔炼方法，将各元素熔炼成钎料合金锭。4、在保护气体下采用单辊急本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁镍基箔带钎料，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：20％‑37％的Ni,12％‑18％的Cr,1.5％‑3.5％的Si,4.5％‑7％的P,0.3％‑1.2％的B,1％‑3％的Cu,1％‑2％的Mo,0.3％‑1％的Zr,余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.铁镍基箔带钎料，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：20％-37％的Ni,12％-18％的Cr,1.5％-3.5％的Si,4.5％-7％的P,0.3％-1.2％的B,1％-3％的Cu,1％-2％的Mo,0.3％-1％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭冰，李红，庄鸿寿，卢才山，
申请(专利权)人：南通开利浦材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32