一种用于钎接Ta1/0Cr18Ni9的非晶态钎料及制备方法技术

本发明专利技术设计了一种用于钎接钽/钢的非晶态钎料，由以下组分按照质量百分比组成，Ti为35%~40%，Zr为35%~40%，Cu为10%~20%，Co为5~10%，总计为100%。同时本发明专利技术还公开了一种有关该钎料的制备方法。本发明专利技术的非晶态钎料，具有优良的力学性能及耐腐蚀性能，在焊接试验中钎料与母材的润湿性好，得到的接头有效抑制了金属间脆性化合物的产生，接头性能较好，钎焊工艺操作简单，易于实现自动化，便于工程推广。

An amorphous filler metal for brazing TA1 / 0Cr18Ni9 and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于钎接Ta1/0Cr18Ni9的非晶态钎料及制备方法
本专利技术属于焊接
，涉及一种应用于钎焊Ta1/0Cr18Ni9的非晶态钎料，本专利技术同时还涉及一种该钎料的制备方法。
技术介绍
钽和钽合金具有高密度、高熔点、耐蚀性极强、高温强度优异、良好的加工性、可焊性、优异的动态力学性能等特点，在电子、化工、航空航天、武器系统等领域得到了广泛的应用。工程中常用钽-钢复合结构，既能充分发挥基层和覆层各自材料的优点，也是节约贵金属最好的途径。但是，其制备及使用过程不可避免地涉及到了钽与钢的焊接问题。目前，国内外关于钽钢焊接的方法有电子束焊、爆炸焊、氩弧焊等。钽为难熔金属，在熔焊过程中钽未熔化而钢早已熔化，熔池发生偏移，影响接头质量；同时，钽与钢在物化参数存在较大的差异，焊接时易产生大量的金属间脆性化合物，如：Fe2Ta、TaC等，使接头力学性能下降。为实现钽/钢的有效连接，一是要避免母材的熔化，故采用钎焊方法；二是要设计出合适的钎料，抑制脆性金属间化合物的产生，提高接头的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于钎接Ta1/0Cr18Ni9的非晶态钎料，解决因脆性金属间化合物的产生导致的接头性能低劣的问题，同时提供了该钎料的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种用于钎焊钽/钢的非晶态钎料，选择Ti-Zr基钎料，加入Cu、Co与其形成钎料母合金，各组分按照以下质量百分比组成：Ti为35％～40％，Zr为35％～40％，Cu为10％～20％，Co为5～10％，总计为100％。本专利技术采用的另一技术方案是一种关于该钎料的制备方法，按照以下步骤实施：步骤一、利用WK-Ⅱ型真空电弧炉熔配钎料母合金。按照质量百分比称量Ti为35％～40％，Zr为35％～40％，Cu为10％～20％，Co为5～10％，总计为100％。各组分均使用纯度达到99.99％的高纯金属，在电弧炉中熔配得到钎料母合金锭。步骤二、应用单辊快速凝固装置，将辊轮线速度控制在5-7m/s，将步骤一得到的钎料母合金锭制备成合金箔材，所制备得到的合金箔材厚度为80～150μm，宽5～10mm，长0.2～0.8m。即获得该钎料。本专利技术的有益效果是该非晶态钎料具有良好的力学性能以及耐蚀性，不易形成脆性金属间化合物相，易于获得高性能接头。试验证明，该钎料与母材的润湿性好，得到的接头有效抑制了金属间脆性化合物的产生，接头性能较好，钎焊工艺操作简单，易于实现自动化，便于工程推广。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术用于钎焊钽/的非晶态钎料，由以下组分按照质量百分比组成：Ti为35％～40％，Zr为35％～40％，Cu为10％～20％，Co为5～10％，总计为100％。各元素主要作用为：Ti与Ta无限互溶，且原子半径相差较小，可促进钎料与钽侧有效结合；Zr与Ta固溶性较好且有助于提高钎料非晶形核能力；Cu在Ti-Zr基钎料中起固溶强化作用，Co可提高钎料流动性及润湿性。钎料中各元素与母材的主要成分在元素周期表中的位置较接近，互溶性较好，因此所设计钎料可对母材形成较好润湿。经过钎焊过程，形成的焊缝金属由Ti-Ta-Zr-Cu-Co-Cr多主元合金组成，属于高熵合金，其具有的高熵效应可以有效抑制金属间化合物的产生，倾向于形成固溶体，得到性能较高的钎焊钽/钢接头。本专利技术得到的钎料的制备方法按照以下方法实施:步骤一、利用WK-Ⅱ型真空电弧炉熔配钎料母合金。按照质量百分比称量Ti为35％～40％，Zr为35％～40％，Cu为10％～20％，Co为5～10％，总计为100％。各组分均使用纯度达到99.99％的高纯金属，在电弧炉中熔配得到钎料母合金锭。步骤二、应用单辊快速凝固装置，将辊轮线速度控制在5～7m/s，将步骤一得到的钎料母合金锭制备成合金箔材，所制备得到的合金箔材厚度为80～150μm，宽5～10mm，长0.2～0.8m。即获得该钎料。表1为本专利技术的3个实施例的钎料组分含量表。表1本专利技术的高熵中间层合金实施例1～3中的各组分含量表组分含量(wt％)TiZrCuCo实施例13550105实施例23542.5157.5实施例337.537.51510实施例1按照上述钎料的制备方法，依照表1中列举的钎料实施例1的数据选取各组分元素及含量，将辊面线速度控制在5～7m/s，制备出厚约130μm，宽约5mm，长约0.5m的Ti35Zr50Cu10Co5钎料箔材。应用该钎料箔材，在钎接电流12A、加热时间10s，保温时间30s的工艺参数下，进行高频感应钎焊钽/钢，获得钎焊接头剪切强度约为41MPa。实施例2按照上述钎料的制备方法，依照表1中列举的钎料实施例2的数据选取各组分元素及含量，将辊面线速度控制在5～7m/s，制备出厚约130μm，宽约5mm，长约0.5m的Ti35Zr42.5Cu15Co7.5钎料箔材。应用该钎料箔材，在钎接电流12A、加热时间10s，保温时间30s的工艺参数下，进行高频感应钎焊钽/钢，获得钎焊接头剪切强度约为44.1Mpa。实施例3按照上述钎料的制备方法，依照表1中列举的钎料实施例3的数据选取各组分元素及含量，将辊面线速度控制在5～7m/s，制备出厚约130μm，宽约5mm，长约0.5m的Ti37.5Zr37.5Cu15Co10钎料箔材。应用该钎料箔材，在钎接电流11A、加热时间10s，保温时间25s的工艺参数下，进行高频感应钎焊钽/钢，获得钎焊接头剪切强度约为45Mpa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钎接钽/钢的非晶态钎料，其特征在于，由以下组分按照质量百分比组成，Ti为35%~40%，Zr为35%~40%，Cu为10%~20%，Co为5~10%，总计为100%。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于钎接钽/钢的非晶态钎料，其特征在于，由以下组分按照质量百分比组成，Ti为35%~40%，Zr为35%~40%，Cu为10%~20%，Co为5~10%，总计为100%。


2.一种根据权利要求1所述的非晶态钎料的制备方法，其特征在于，按照以下要步骤实施:
步骤一、利用WK-Ⅱ型真空电弧炉熔配钎料母合金；按照质量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅宾，翟秋亚，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61