專利名稱：一種用于C_f/SiC復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領域，涉及一種用于Cf/SiC復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬 料。
背景技術(shù)：
陶瓷、陶瓷基復合材料是很有應用前途的高溫結(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雜的零件較為困難等缺點，通常 需要與金屬材料組成復合結(jié)構(gòu)來應用，或者通過陶瓷自身的連接來實現(xiàn)復雜構(gòu)件的制造。國內(nèi)外關(guān)于碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料(Cf/SiC)的連接研究，公開報道的 有使用AgCuTi釬料(見《材料科學與工藝》，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自身接頭室溫四點彎曲強度只有58MPa 左右(見“Cf/SiC陶瓷復合材料與高溫合金的高溫釬焊研究”.博士學位論文，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)中存在的不足而設計提供一種用于Cf/SiC 復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，其成份重量百分比為Co 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 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 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 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 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 0，Ni :1· 0 7. 0，
V:4. 5 15. 0, Pd 余量。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是本發(fā)明所述鈀鈷基高溫釬料可以用來釬焊Cf/SiC陶瓷 基復合材料，復合材料自身連接接頭強度高而且高溫(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Cf/SiC陶瓷基復 合材料的接頭室溫三點彎曲強度從傳統(tǒng)鎳基釬料對應的58MPa提高至110 160MPa ；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度的60%以上。本發(fā)明釬料還可以用來連接相應的Cf/SiC 陶瓷基復合材料與金屬(如高溫合金等)組合接頭。
具體實施例方式釬料的成份重量百分比為:Co 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 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 21. 0 32. 0，Au :8. 0 22. 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 21. 0 32. 0，Au :8. 0 22. 0，Ni :1. 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備制備粉末狀釬料；(2)在氬氣保護條件下采用急冷態(tài)箔材制備設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行釬焊的方法是(1)裝配，根據(jù)連接接頭的要求進行Cf/SiC陶瓷基復合材料之間的裝配，在復合材 料/復合材料的連接界面、或復合材料/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，或者氣體保護感應加熱，保溫后冷卻。以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步地詳述表1給出了本發(fā)明技術(shù)方案所述高溫釬料的實施例及其每一個實施例中的成份 及重量百分比組成。 上述實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、V、Au、Cu，并按重量配比稱量；(2)在氬氣保護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備制備合金粉末狀釬料；B、在氬氣保護條件下采用急冷態(tài)箔材制備設備制備急冷態(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 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計成分的釬料合金復合帶。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 接頭的要求進行Cf/SiC陶瓷基復合材料/釬料/Cf/SiC陶瓷基復合材料(或金屬)的裝 配，在復合材料/復合材料的連接界面、以及復合材料/金屬接頭中復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，或氣體保護的感應加熱 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的釬焊溫度下進行了 Cf/SiC陶瓷基復合材料自身接頭的連接，對應釬焊接頭的室溫 三點彎曲強度達110 160MPa，明顯高于傳統(tǒng)鎳基釬料對應的Cf/SiC陶瓷基復合材料接頭 室溫三點彎曲強度58MPa。而且本發(fā)明釬料高溫性能好，其對應Cf/SiC接頭在600°C測試條 件下可維持接頭室溫強度的85%以上，在700°C測試條件下可維持接頭室溫強度的70%， 在800 V下可維持接頭室溫強度的60 %以上。
權(quán)利要求
一種用于Cf/SiC復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料，其特征在于，其成份重量百分比為Co 21.0～32.0，Au8.0～22.0，Cu 0.0～4.0，Ni0.0～7.0，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復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料，其特征 在于其成份及重量百分比為:Co 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 0，Ni 0. 0 7. 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復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料，其特征 在于其成份及重量百分比為:Co 21. 0 32. 0，Au 8. 0 22. 0，Ni 1. 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復合材料釬焊的鈀鈷金基高溫釬料，其成份及重量百分比組成為Co 21.0～30.0，Au8.0～22.0，Cu 0.0～4.0，Ni0.0～7.0，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陶瓷基復合材料連接接頭，對應釬焊接頭的室溫三點彎曲強度達110～160MPa。本發(fā)明釬料不僅適于Cf/SiC陶瓷基復合材料的釬焊，也適于這些陶瓷(或復合材料)與其它陶瓷材料(或復合材料)或金屬材料組合接頭的連接。
文檔編號B23K35/30GK101920411SQ20101026669
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)明者李曉紅, 毛唯, 熊華平, 陳波 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院