專利名稱：一種用于C_f/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀銅金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)，涉及一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料。
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)來應(yīng)用，或者通過陶瓷自身的連接來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的制造。國內(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，公開報(bào)道的 有使用AgCuTi釬料(見《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“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500°C。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足提供一種用于Cf/SiC復(fù)合 材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，釬料的成份重量百分比為Cu 20. 0 39. 0，Au :15· 0 38. 0，Ni 0. 0 5. 0，V :4· 5 15. 0，Pd 余量。釬料的成份重量百分比還可以為Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 0，Ni :1. 0 5. 0，V :4. 5 15. 0, Pd 余量。釬料的成份重量百分比還可以為Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 0，V :4. 5 15. 0，Pd 余量。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是本發(fā)明所述鈀銅金基高溫釬料可以用來釬焊 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)鎳基釬料對應(yīng)的58MPa提高至120 210MPa ； 而相對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70% 80%。本發(fā)明釬料還可以用于相應(yīng)的Cf/SiC陶瓷基復(fù) 合材料與金屬(如高溫合金等)組合接頭；還可以用于SiC陶瓷、SiCf/SiC陶瓷基復(fù)合材料 的釬焊；并且還可以用于Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料、SiC陶瓷、SiCf/SiC陶瓷基復(fù)合材料這三種 材料中的任意一種與其它陶瓷材料(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:Cu 20. 0 39. 0，Au :15. 0 38. 0，Ni 0. 0 5. 0，V
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4.5 15. 0, Pd 余量。釬料的成份重量百分比還可以為Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 0，Ni :1. 0
5.0，V :4. 5 15. 0, Pd 余量。釬料的成份重量百分比還可以為Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 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、Ni、V、Au、Cu，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。對于單輥法 快速凝固過程，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 IO6K/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1-30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Iiicrc 1200°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，對應(yīng)釬焊接頭的室溫 三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)120 210MPa，明顯高于傳統(tǒng)鎳基釬料對應(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，其對應(yīng)Cf/SiC接頭在600°C測試條 件下可維持接頭室溫強(qiáng)度的90%以上，在700°C測試條件下可維持接頭室溫強(qiáng)度的80% 90 %，在800 V下可維持接頭室溫強(qiáng)度的70 % 80 %。
權(quán)利要求
一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料，其特征在于，其成份重量百分比為Cu 20.0～39.0，Au15.0～38.0，Ni0.0～5.0，V4.5～15.0，Pd余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料，其特征 在于其成份重量百分比為:Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 0，Ni 1. 0 5. 0，V :4. 5 15. 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)合材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料，其特征 在于其成份重量百分比為:Cu 20. 0 39. 0，Au 15. 0 38. 0，V :4. 5 15. 0，Pd余量。
全文摘要
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)，涉及一種用于Cf/SiC復(fù)合材料釬焊的鈀銅金基高溫釬料。其成份及重量百分比組成為Cu 20.0～39.0，Au15.0～38.0，Ni0.0～5.0，V4.5～15.0，Pd余量。本發(fā)明釬料在1110℃～1200℃的釬焊溫度下獲得Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料連接接頭，對應(yīng)釬焊接頭的室溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)120～210MPa。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B23K35/30GK101920409SQ201010266690
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者葉雷, 李曉紅, 毛唯, 熊華平, 程耀永, 陳波 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院