本发明专利技术涉及在不锈钢基础材料上具有优良的润湿行为的钎料。所述钎料产生具有高强度和良好耐腐蚀性的钎焊接头。当需要耐腐蚀性和高强度时，所述钎料适用于钎焊不锈钢和其他材料。应用的典型例子为热交换器和催化转化器。根据本发明专利技术的铁-铬基钎料粉末包括：在11和35wt％之间的铬，在0和30wt％之间的镍，在2和20wt％之间的铜，在2和10wt％之间的硅，在4和10wt％之间的磷，在0-10wt％之间的锰，和至少20wt％的铁，以及如果Si等于或小于6wt％则P应大于8wt％，以及如果P小于或等于8wt％则Si应大于6wt％。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及当需要耐腐蚀性和高强度时，适用于钎焊不锈钢和其他材料的铁-铬基钎料。应用的典型例子为热交换器和催化转化器。
技术介绍
钎焊(brazing)为在钎料的帮助下并加热以接合金属部件的方法。钎料的熔融温度必须低于基础材料的熔融温度但高于450°C。如果钎料具有低于450°C的钎焊温度，则接合方法被称为软钎焊(soldering)。对于钎焊不锈钢最通常使用的钎料基于铜或镍。当考虑成本优势时优选铜基钎料，而在高腐蚀和高强度应用中需要镍基钎料。铜基钎料例如通常用于钎焊热交换器用于局部加热和自来水装置。具有高铬含量的镍基钎料由于其高耐腐蚀性，用于暴露于腐蚀性环境的应用中。 镍基钎料也可用于高使用温度的应用中和/或需要高强度的应用中。暴露于腐蚀性环境和高使用温度两者的典型应用是车用柴油机中的废气再循环(EGR)冷却器。用于这些应用的钎料必须具有适合使用的某些性能，如耐腐蚀性、耐高温氧化性、在钎焊过程中良好润湿基础材料，而不引起基础材料的变脆。相关技术American Welding Society (ANSI/AWS A 5. 8)标准中列出了多种不同类型的镍基钎料。这些镍基钎料中的许多用于钎焊热交换器。组成为Ni-7Cr-3B-4，5Si-3Fe的BNi_2 用于生产用于高温应用中的高强度接头。然而硼的存在是不利的，因为当硼扩散进入基础材料中时，其可能引起基础材料的变脆。其他含有硼的镍基钎料具有相同的缺点。为克服硼的缺点开发了其他镍基钎料。BNi-5(Ni-19Cr_10Si)由于高铬含量具有高耐腐蚀性。该合金的钎焊温度很高(1150-1200°C )。其他无硼镍基钎料为BNi-6 (Ni-IOP) 和BNi7(Ni-14Cr-10P)。由于高磷含量(IOwt^ )这些钎料的钎焊温度较低。由于形成含磷脆性相的风险，该高磷含量(IOwt^ )可形成不具有所需强度的钎焊接头。另一镍基钎料描述于专利US6696017和US6203754。这种钎料具有组成 Ni-29Cr-6P-4Si并结合高强度和高耐腐蚀性与相当低的钎焊温度(1050-1100°C )。特别开发这种钎料用于在高腐蚀性环境中使用的新一代EGR冷却器。所有镍基钎料的缺点是昂贵的镍的含量高。镍含量为至少60%，但通常更高。在这些钎料中的高镍含量使得钎料和热交换器和催化转化器的生产代价高昂。为克服使用昂贵的镍基钎料的缺点，研究了使用铁基钎料的可能性。市场上存在两种现有铁基钎料。AlfaNova,描述于PCT-申请W002098600，具有接近于不锈钢的组成，添加硅、磷和硼以降低钎料的熔点。这种合金的钎焊温度为1190°C。另一铁基钎料，AMDRY805,描述于US20080006676 Al,具有组成 Fe49Cr-18Ni-7Si-6P。这种合金无硼，以克服有硼的缺点。这种合金的钎焊温度为1176°C。第三种铁基钎料，Fe24Cr20Nil0Cu7P5Si5Mn，可以BrazeLet F300 从Hiiganas AB Sweden购得。这种合金含有铜以防止磷沉淀并提高耐腐蚀性。这种合金的钎焊温度为1100°C。根据ASM speciality hand book Stainless Steel，1994，页，与受限的晶粒长大一致的最高实用温度为1095°C。因此，优选低的钎焊温度以避免在基础材料中与晶粒长大相关的问题，如更低的延性和更高的硬度。专利技术简述本专利技术涉及产生具有高强度和良好耐腐蚀性的钎焊接头的铁钎料。钎料可以粉末形式提供，钎料形成为粉末可通过使用本领域公知的方法完成。例如，具有权利要求中定义的组成的粉末可通过熔融均勻合金并通过雾化过程将它们转化为粉末而制得。粉末的平均粒度可在10-150 μ m范围内，通常在IO-IOOym之间。根据本专利技术所述的钎料粉末为合金，包含在和35wt%之间的铬，在2wt% 禾口 20wt%之间的铜，在间的镍，和在10wt%之间的硅，在和10wt%之间的磷，和至少20wt%的铁。如果Si等于或小于6衬％则？应大于8wt%。如果P小于或等于8衬％则Si应大于6wt%。根据一个实施方案，Si应为大于6衬％并至多为10wt%，P在6衬％和10衬％之间。根据另一实施方案，Si应为大于6并至多为IOwt%，P在8wt%和IOwt%之间。钎料也可包含至多10wt%的锰。钎料适用于生产催化转化器和热交换器。专利技术详述本专利技术涉及在不锈钢上具有优良的润湿的铁-铬基钎料。所述钎料产生具有良好耐腐蚀性的高强度的钎焊接头，且与镍基钎料相比成本显著更低。该钎料适用于在与常规镍基钎料相比显著更低的成本下钎焊不同类型的热交换器和催化转化器。该钎料通常的用途为在腐蚀性环境中操作的高温应用中。这些应用可为用于汽车应用(例如废气再循环)中的不同类型的热交换器(板式或管式)。其他例子为不同类型的催化转化器。根据本专利技术的钎料的组成为含量为至少20wt%的铁约2_20wt %，优选 5_15wt % 的铜约1 l-;35wt %，优选 20_30wt % 的铬约0_30wt %，优选 10_20wt % 的镍约约4_10wt% 的磷以及如果Si等于或小于6衬％则P应大于8wt%以及如果P小于或等于8衬％则Si应大于6wt%。这意味着或者Si的含量大于6wt%或P的含量大于Swt %，或两者，即Si的含量大于6wt %且P的含量大于8wt %。根据一个实施方案，Si应为大于6衬％并至多为10wt%，P在6衬％和10衬％之间。根据第二实施方案，Si应为大于6并至多为10wt%，P在8wt%和IOwt%之间。除了列出的那些之外，可存在其他组分。钎料可任选地包含至多IOwt% (通常小于7wt% )的锰。认识到钎料(brazing filler material)的主要组分的组成可有利的类似于不锈钢基础材料的组成。不锈钢等级的例子为316L，具有i^e-17 Cr-13, 5Ν -2, 2Mo的典型组成， 以及304L，具有狗-18，8 Cr_ll，2Ni的典型组成。所有不锈钢定义为包含最少11 %的铬， 少数不锈钢包含超过30%的铬。为形成保护性的铬氧化物层要求大于11%的铬含量，所述保护性的铬氧化物层给予钢其耐腐蚀特性。铬含量越高，耐腐蚀性越好，但大于35%的含量可引起接头强度的降低。因此铬含量应在11和35wt%之间，优选20-30Wt%。为降低合金的熔点，加入熔点降低剂。公知硅、硼和磷每个均为有效的熔点降低齐U。研究I^e-P相图发现，该体系在大约10wt%磷时具有熔点最低值1100°C。Fe-Si体系在10wt% Si时具有1380°C的熔点，在约19wt% Si时具有熔点最低值约1210°C。磷和硅的含量每个都大于10wt%是不所需的，因为脆性相形成的风险太高。在专利US6696017和 US62037M中提及Si+P含量应保持在9和11.5wt%之间。在合金具有高于和P总含量的情况下，所述合金变得脆性且强度降低。令人惊讶地发现在钎焊操作过程中，铜减少硅和磷扩散进入基础材料中。也阻止了在基础材料中磷在晶粒间界的沉淀，这意味着也避免了基础材料的变脆。此外，这意味着可使用与Cu结合的Si和P更高的总量以增大钎焊接头的强度。当需要高强度时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·佩尔松，
申请(专利权)人：霍加纳斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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