System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料及其制备方法技术_技高网
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一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料及其制备方法技术

技术编号:40826284 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-01 14:47
本发明专利技术涉及一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料及其制备方法,该高温难熔合金钎料原料的按质量百分比为:高纯难熔金属粉(W或Mo)50‑60wt%,高纯Ni粉20‑30wt%,高纯Si粉10‑20wt%,高纯Cr粉5‑20wt%,高纯Pr粉0‑10wt%。该制备方法包括以下步骤:S1、按质量百分比称取高纯难熔金属粉,高纯Ni粉,高纯Si粉,高纯Cr和高纯Pr粉,混合得到原始钎料粉末;S2、将S1得到的原始钎料粉末和磨球置于行星式球磨罐中,抽真空后向球磨罐中冲入氩气,以100‑150r/min的转速,球磨2‑8h,得到高温难熔合金钎料。本发明专利技术可用于碳化硅等碳化物陶瓷及其复合材料的连接,钎焊接头具有较高的强度与实际服役温度,具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接,涉及一种高温难熔合金钎料和制备方法,用于陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属钎焊。


技术介绍

1、sic等碳化物陶瓷及其复合材料具有硬度高、耐磨性好、熔点高、热膨胀系数小等优异性能,在航空、航天、核电等领域得到广泛应用,特别是在面对极端高温等严苛服役条件下。然而在实际应用中,高硬度和高脆性的陶瓷基材料难以加工成大型或复杂构件,这就需要采用适当的连接方法将陶瓷材料进行可靠连接。钎焊方法采用熔点比母材低的材料作为中间层(钎料),钎料熔化后形成液相润湿陶瓷母材表面,通过固/液界面在高温条件下发生化学反应形成界面连接,因而不需施加明显压力,成为连接陶瓷最常用的方法之一。

2、现有用于陶瓷基材料连接的钎料体系存在以下几方面问题:(1)ag基钎料本身高温性能差,接头的使用温度不高于450℃,航空航天、核能领域,有些陶瓷接头工作温度至少在800℃~1000℃区间,甚至更高;(2)ti基钎料抗氧化性能较差,不仅对焊接时的真空度要求高,所形成接头在高温应用时也受到环境中氧的严重制约;(3)ni基或co基钎料虽然能够在1100℃以上实现对碳化硅(碳化物)基材料的连接,但接头存在较多的裂纹缺陷,陶瓷与钎缝界面化学反应剧烈。因此,开发出一种新型的能在极端高温条件下使用的钎料,以满足碳化物接头在严苛工况下的使用要求,对促进碳化物陶瓷及其复合材料的应用具有重要的科学意义和工程价值。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种用于碳化物陶瓷及其复合材料连接的高温钎料制备方法。该钎料可控制陶瓷/钎缝处的界面反应并且降低接头残余应力水平,从而提高钎焊接头强度,保障所制备接头在极端高温下的可靠服役。

2、为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料,其原料的按质量百分比为:

3、高纯难熔金属粉50-60wt%,

4、高纯ni粉20-30wt%,

5、高纯si粉10-20wt%,

6、高纯cr粉5-15wt%,

7、高纯pr粉0-10wt%。

8、具体的,所述高纯难熔金属粉为w粉或mo粉。

9、一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料的制备方法,包括以下步骤:

10、步骤1、按质量百分比称取50-60wt%的高纯难熔金属粉,20-30wt%的高纯ni粉,10-20wt%的高纯si粉,5-20wt%的高纯cr粉和0-10wt%的高纯pr粉,混合得到原始钎料粉末;

11、步骤2、将步骤1得到的原始钎料粉末和磨球置于行星式球磨罐中,抽真空后向球磨罐中冲入氩气,以100-150r/min的转速,球磨2-8h,得到高温难熔合金钎料。

12、相对于现有技术,本专利技术至少具有如下优点:

13、1.本专利技术的高温难熔合金钎料中,高纯难熔金属粉(w或mo)为基体元素,其中ni和si在真空条件下能够通过共晶反应形成液相,将w颗粒、mo颗粒和cr颗粒包裹在其中,分别反应并形成cr-ni-si、w-ni-si或mo-ni-si多元化合物,在降温时凝固成钎缝;添加cr元素来提升钎料合金体系的抗氧化、耐腐蚀性能;添加pr元素来改善钎缝中化合物组织的分布形态,使其分布更均匀,并细化组织。

14、2.本专利技术采用高温难熔合金钎料来实现碳化硅陶瓷的高温可靠连接,与同为高温钎料的ni基或co基钎料相比,具有四个优点:

15、(1)高熔点的钨元素或钼元素作为主体元素可以有效提高陶瓷接头的工作温度,拓宽陶瓷的应用场景。

16、(2)w或mo作为基体元素时,陶瓷与钎缝界面处的化学反应剧烈程度相比采用ni基或co基钎料时有了大幅度改善,界面相对平整,界面附近无明显石墨相存留,连接状况良好。

17、(3)通过观察采用本专利技术所制备的高温难熔合金钎料钎焊sic陶瓷所得接头的微观组织照片可以发现,接头中横向裂纹数量相较于采用ni基或co基钎料时明显降低,接头致密性良好。

18、(4)高温难熔合金钎料中w或mo的线膨胀系数更接近陶瓷基体,因此所得钎焊接头中的残余应力水平能够得到有效调控,采用本专利技术所制备高温钎料钎焊sic所得接头的平均抗剪强度最高可达59mpa,比采用ni基或co基钎料时所得接头的抗剪强度提高了约180%。

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【技术保护点】

1.一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料,其特征在于,其原料的按质量百分比为:

2.一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料,其特征在于,所述高纯难熔金属粉为W粉或Mo粉。

3.一种权利要求1或2所述用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料,其特征在于,其原料的按质量百分比为:

2.一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:王义峰吴佳鹏金周鑫冯广杰邓德安
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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