專利名稱：一種用于C_f/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬 料。
背景技術(shù)：
陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料是很有應(yīng)用前途的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。但由于陶瓷材料的 加工性能差、耐熱沖擊能力弱，以及制造尺寸大而且形狀復(fù)雜的零件較為困難等缺點(diǎn)，通常 需要與金屬材料組成復(fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)用，或者通過(guò)陶瓷自身的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的制造。國(guó)內(nèi)外關(guān)于碳纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基復(fù)合材料(Cf/SiC)的連接研究，公開(kāi)報(bào)道的 有使用AgCuTi釬料(見(jiàn)《材料科學(xué)與工藝》，vol. 17，增刊1，2009，pl_4，作者陳波，熊華 平，程耀永，毛唯，)；Ni基釬料釬焊Cf/SiC自身，以及采用Ti箔-Cu箔疊層連接Cf/SiC與 Nb合金的研究結(jié)果，其中Ni基高溫釬料連接Cf/SiC自身接頭室溫四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度只有58MPa 左右(見(jiàn)“Cf/SiC陶瓷復(fù)合材料與高溫合金的高溫釬焊研究”.博士學(xué)位論文，作者鋼鐵 研究總院，張勇.2006年6月)。采用AgCuTi釬料，或者Ti箔-Cu箔疊層連接Cf/SiC，其 接頭耐熱溫度很難超過(guò)500°C。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而設(shè)計(jì)提供一種用于Cf/SiC 復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，其成份重量百分比為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni :0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Si :0. 0 2. 6，B :0. 0 2. 5，
Pd余量。其成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni 0. 0 7. 0，
V:4. 5 15. 0，Si 0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。其成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0， Si 0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。其成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni 0. 0 7. 0，
V:4. 5 15. 0, Pd 余量。其成份及重量百分比還可以為:Co 25. 0 39. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，
Pd余量。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明所述鈀鈷基高溫釬料可以用來(lái)釬焊Cf/SiC陶瓷 基復(fù)合材料，復(fù)合材料自身連接接頭強(qiáng)度高而且高溫(600°C 800°C)性能比較穩(wěn)定，比 如本發(fā)明釬料熔化溫度與傳統(tǒng)的系列鎳基釬料大體處于同一水平，但對(duì)應(yīng)Cf/SiC陶瓷基復(fù) 合材料的接頭室溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度從傳統(tǒng)鎳基釬料對(duì)應(yīng)的58MPa提高至110 170MPa ；而相 對(duì)于釬焊陶瓷用的傳統(tǒng)AgCuTi釬料，本發(fā)明釬料的熔化溫度提高了 250°C 350°C，其釬 焊Cf/SiC復(fù)合材料接頭高溫性能明顯改善，連接接頭甚至在傳統(tǒng)AgCuTi釬料幾乎熔化的 800°C溫度下仍維持接頭室溫強(qiáng)度的85%以上。本發(fā)明釬料不僅適于Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料、SiC陶瓷、SiCf/SiC陶瓷基復(fù)合材料的釬焊，也適于這些陶瓷(或復(fù)合材料)與其它陶 瓷材料(或復(fù)合材料)或金屬材料組合接頭的連接。
具體實(shí)施例方式釬料的成份重量百分比為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni 0. 0 7. 0，V 4. 5 15. 0，Si 0. 0 2. 6，B :0. 0 2. 5，Pd 余量。釬料的成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni :0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Si :0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。釬料的成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Ni :0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Si 0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。釬料的成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni :0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0, Pd 余量。釬料的成份及重量百分比還可以為Co 25. 0 39. 0，Ni :0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Pd 余量。制備上述高溫釬料的方法是，首先在氬氣保護(hù)條件下采用電弧熔煉方法將此合金 原料熔煉成合金錠；然后使用下述方法之一制備釬料(1)采用氬氣霧化制粉設(shè)備制備粉末狀釬料；(2)在氬氣保護(hù)條件下采用急冷態(tài)箔材制備設(shè)備制備急冷箔帶釬料；(3)采用電火花線切割方法從合金錠上切出薄片，再將薄片正反面機(jī)械磨光。(4)由合金錠通過(guò)多次室溫軋制、熱處理的工藝直接制成合金帶材。使用上述高溫釬料進(jìn)行釬焊的方法是 (1)裝配，根據(jù)連接接頭的要求進(jìn)行Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料之間的裝配，在復(fù)合材 料/復(fù)合材料的連接界面、或復(fù)合材料/金屬接頭中陶瓷與相鄰金屬緩釋層之間加入本發(fā) 明粉末狀釬料、急冷箔帶釬料、或合金粉末狀釬料，或從合金錠上切出的釬料薄片，或軋制 而成的釬料合金帶材；(2)加熱，焊件裝配后連同夾具一起放入真空加熱爐中，保溫后再隨爐冷卻至室 溫，或者氣體保護(hù)感應(yīng)加熱，保溫后冷卻。以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述表1給出了本發(fā)明技術(shù)方案所述高溫釬料的實(shí)施例及其每一個(gè)實(shí)施例中的成份 及重量百分比組成。 上述實(shí)施例所述的高溫釬料按如下工藝路線制備(1)選擇純度不低于99. 0%的高純Pd、Co、Ni、Cu、V，Si、B，其中Si、B元素在有條 件的情況下可以以Ni-Si、Ni-B的形式添加，并按重量配比稱量；(2)在氬氣保護(hù)條件下采用電弧熔煉方法將此合金熔煉成合金錠。(3)采用下述方法之一制備釬料A、采用氬氣霧化制粉設(shè)備制備合金粉末狀釬料；B、在氬氣保護(hù)條件下采用急冷態(tài)箔材制備設(shè)備制備急冷態(tài)箔帶釬料。對(duì)于單輥法 快速凝固過(guò)程，單輥需以1000 lOOOOr/min的高速度旋轉(zhuǎn)，釬料錠塊熔化形成液態(tài)后冷卻 速率介于IO3 106K/s之間。C、從合金錠上采用電火花線切割方法切出薄片再正反面機(jī)械磨光后使用。D、由兩三種成分簡(jiǎn)單的合金薄帶軋制成具有設(shè)計(jì)成分的釬料合金復(fù)合帶。E、由合金錠通過(guò)多次室溫軋制、熱處理的工藝直接制成合金帶材。本發(fā)明釬料也可以以合金塊體或由高純度元素按配比混合后直接使用。根據(jù)連接 接頭的要求進(jìn)行Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料/釬料/Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料(或金屬)的裝配，在復(fù)合材料/復(fù)合材料的連接界面、以及復(fù)合材料/金屬接頭中復(fù)合材料與相鄰金屬緩 釋層之間加入本發(fā)明急冷態(tài)箔帶釬料、或合金粉末狀釬料，或從合金錠上切出的釬料薄片， 或釬料合金復(fù)合軋制帶，裝配后連同夾具一起放入真空加熱爐中，或氣體保護(hù)的感應(yīng)加熱 室中，按工藝要求保溫后再冷卻至室溫。 采用表1所示的實(shí)施例1 25的成分釬料，分別以合金粉末狀釬料形式、釬料合 金復(fù)合軋制帶、急冷箔帶、從釬料合金錠上切出釬料薄片、釬料合金帶材使用，在IlliTC 1250°C的釬焊溫度下進(jìn)行了 Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料自身接頭的連接，對(duì)應(yīng)釬焊接頭的室溫 三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)110 170MPa，明顯高于傳統(tǒng)鎳基釬料對(duì)應(yīng)的Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料接頭 室溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度58MPa。而且本發(fā)明釬料高溫性能好，其對(duì)應(yīng)Cf/SiC接頭在600°C測(cè)試條 件下可維持接頭室溫強(qiáng)度的95%以上，在700°C測(cè)試條件下可維持接頭室溫強(qiáng)度的90% 95%，在800°C下可維持接頭室溫強(qiáng)度的85%以上。
權(quán)利要求
一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其特征在于，其成份重量百分比為Co 25.0～39.0，Cu 0.0～4.0，Ni0.0～7.0，V4.5～15.0，Si0.0～2.6，B0.0～2.5，Pd余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其特征 在于其成份及重量百分比為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Si 0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其特征 在于其成份及重量百分比為:Co 25. 0 39. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Si 0. 5 2. 0，B :0. 3 2. 0，Pd 余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其特征 在于其成份及重量百分比為Co 25. 0 39. 0，Cu 0. 0 4. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Pd 余量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其特征在 于其成份及重量百分比為:Co 25. 0 39. 0，Ni 0. 0 7. 0，V :4. 5 15. 0，Pd余量。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀鈷基高溫釬料，其成份及重量百分比組成為Co 25.0～39.0，Cu 0.0～4.0，Ni0.0～7.0，V4.5～15.0，Si0.0～2.6，B0.0～2.5，Pd余量。本發(fā)明釬料在1110℃～1250℃的釬焊溫度下獲得Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料連接接頭，對(duì)應(yīng)釬焊接頭的室溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)110～170MPa。本發(fā)明釬料不僅適于Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料、SiC陶瓷、SiCf/SiC陶瓷基復(fù)合材料的釬焊，也適于這些陶瓷(或復(fù)合材料)與其它陶瓷材料(或復(fù)合材料)或金屬材料組合接頭的連接。
文檔編號(hào)B23K35/30GK101920408SQ20101026668
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者李曉紅, 毛唯, 熊華平, 陳波 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院