專利名稱:鈷-鉻-鈀基釬焊合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種釬焊金屬,其成分為鈷-鉻-鈀基合金,包含過渡金屬如鈷、鎳、鎢、鉬和某些非金屬元素;而更具體地,涉及一種含鈷、鉻、鈀、鎳、鎢、鉬、硼和硅的多組分合金,這些成分對于釬焊金屬在高溫時產(chǎn)生高強度、高抗氧化性、和耐高溫、耐腐蝕的釬焊是特別有利的。本發(fā)明的合金組成的化學(xué)式為CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的雜質(zhì)),其中下標(biāo)”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”為原子百分比,”a”值為約15-22,“b”值為約0-20,”c”值為約1-5,“d”值為約1-10,”e”值為約5-12,而”f”值為約5-12,“bal”為平衡值,使總百分比數(shù)達到100%。
2.現(xiàn)有技術(shù)描述硬釬焊是一種金屬零件的連接工藝,通常用于連接不同成分的零件。一般而言,釬焊通過在待連接零件之間插入釬料金屬來使其形成一個組件,釬料金屬的熔點低于待連接的零件的熔點。然后將上述組件加熱到一個足以使釬焊填充金屬熔化的溫度。待冷卻后,就形成了一個強度高、且優(yōu)選地具有很高的抗氧化性、耐高溫性和耐腐蝕性的接頭。
用釬焊工藝制成的幾類產(chǎn)品用作動力渦輪機中的重要部件,這些動力渦輪機充當(dāng)航空工業(yè)和固定的動力發(fā)電廠內(nèi)使用的噴氣發(fā)動機用來發(fā)電。特殊的動力渦輪機零件,如渦輪密封裝置、一級渦輪噴嘴導(dǎo)向葉片和渦輪機葉片等在使用中要遭遇高溫和高氧化環(huán)境的侵襲。因此,用在這些零件上的釬焊部件必須能夠承受上述苛刻的使用條件,以獲得高能量效率,這一效率與工作溫度直接相關(guān)。
釬焊技術(shù)的另一個重要應(yīng)用是用于制造重量輕的耐高溫蜂窩結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)常用于超音速噴氣機和可復(fù)用的星際飛船的機翼前緣和其他零件。在這些使用場合下,待連接的基體金屬多為鎳和鈷基超級合金和含鉻量高的鐵基合金。這種超級合金和鐵-鉻基合金的成分很復(fù)雜,包括一些或所有的過度族元素,如鈷、鎳、鉻、鐵和某些難熔元素。此外,所有這些合金一般均含有鋁、鈦,而且有時還含有氧化釔添加劑來提高其耐高溫性和抗氧化性。其抗氧化性是通過在上述基體金屬零件上形成內(nèi)生的氧化鋁/氧化鈦表面保護膜來實現(xiàn)的。
對所有在高溫環(huán)境下工作的零件而言,它們在耐氧化的同時又保持零件的機械完整性的性能是最為重要的。這些基體金屬的抗氧化性是由于零件表面上存在上述致密的氧化鋁和氧化鈦保護膜而實現(xiàn)的。不幸的是,通過使用含有活性非金屬元素如硼和硅的填充金屬而完成的釬焊會使釬焊區(qū)域的保護氧化膜被部分或全部被溶解。因而,釬焊表面就充當(dāng)了氧氣滲透通道,從而導(dǎo)致巨大面積的氧化。因此,在材料的釬焊過程中,保護釬焊表面的完整性就尤為重要,即使不能將這些氧化膜保持在其初始狀態(tài)時也要保證釬焊表面的完整性。
現(xiàn)已開發(fā)出含有鈷/鎳-鉻基合金的某些非晶態(tài)釬焊填充金屬,當(dāng)溫度升高時,它們具有足夠的強度和很好的耐腐蝕性。這些合金在例如美國專利Nos.4,260,666,4,515,868,4,515,869,4,515,870和4,801,072中已公開。然而上述專利中公開的合金均顯現(xiàn)出一定的缺點,使其不適用于釬焊在高溫和高氧化性及腐蝕性環(huán)境下持續(xù)工作的產(chǎn)品。例如,美國專利No.4,260,666,4,515,868和4,801,072中公開的合金包含過渡族難熔元素和硼、硅。然而,由于硼的原子半徑非常小致使其穿過接頭區(qū)域擴散到合金中,特別是在含有鉻的合金中,由于具有形成穩(wěn)定的硼化鉻的傾向而加劇了硼的擴散。優(yōu)選地,這些硼化物在晶界處生成,而導(dǎo)致合金變脆、過度氧化或者甚至完全斷裂。不僅如此,這些合金根本就不含有可防止硼向基體金屬中擴散的元素。
就美國專利Nos.4,515,869,4,515,870中公開的多組分合金,它們也含有相似的過渡族難熔元素和硼、硅,但是這些合金是鎳基的。因此,這些多組分合金僅含有中等量的鈷(少于30原子百分比),而其結(jié)果是這種成分不足以保護釬焊零件不受到高溫和高氧化性環(huán)境的侵襲。
由于上述原因,現(xiàn)有的合金均不適用于用來釬焊將要用在渦輪發(fā)動機和超音速空間結(jié)構(gòu)上的零件,因為這些零件要在高溫、高氧化性和高應(yīng)力環(huán)境中工作。
相應(yīng)地,在本領(lǐng)域中仍然存在對改進形釬焊填充材料的需求,需要這種材料適用于在高溫下釬焊超級合金和鐵-鉻基合金,這些合金能夠在高應(yīng)力作用下在高溫和高氧化性環(huán)境中工作很長時間。
具體地,在本領(lǐng)域中需要有一種釬焊填充金屬,能在釬焊表面上自然地形成一層耐高溫相的保護層,對基體金屬零件進行保護,防止釬焊完成后硼向基體的過度滲透。而且如果該保護層能將硼限制在接頭內(nèi)以防止其向基體金屬中過度擴散就更好了。由此,本發(fā)明的一個目的是提供一種上述釬焊金屬。
本發(fā)明的另一個目的是提供釬焊填充金屬,這些金屬首先要含有與耐高溫的基體金屬相容的主金屬元素;其次,可在釬焊過程中對氧化物覆蓋的表面進行潤濕;第三,含有一種或幾種可向接頭交接面發(fā)生顯著移動并形成一種保護相層。
本發(fā)明的合金具有多個迄今為止尚未被認(rèn)識和公開的有利性質(zhì)。這些金屬的熔點很高,在約1050-1180℃范圍內(nèi)。這些合金由于其硼的含量很小,而且更重要的是其中含有鈀,這使其中的硼擴散問題實際上可以忽略,而在普通的含硼合金這一問題總是存在的。鈀在接頭分界面處形成一層高熔點、高抗氧化性的鋁-鈀AlPd金屬間化合物相,從而防止硼的滲透、改變或優(yōu)選地細(xì)化接頭的顯微組織并防止接頭氧化。此外,不管鈀存在與否,將硼的濃度將至最低同時將硅的濃度維持在一個較低的水平,可使本發(fā)明的合金制成為延性產(chǎn)品。而且,在降低鈷濃度的代價下增加鈀的濃度使合金具有可在非晶態(tài)下成形并可在金屬箔狀態(tài)下保持延性的性能。
由于本發(fā)明的合金在接頭分界面可形成有益的AlPd相保護層,使其對硼向金屬基體中的有害擴散得到了極好的抑制,從而防止釬焊連接的基體金屬零件氧化,并且使其高溫強度非常高。同樣地,由于首先在固相金屬基體/液相填充金屬的分界面上形成了高溫固態(tài)的AlPd相,由于液態(tài)填料和固態(tài)基體金屬之間的象門簾狀的相互作用使得對薄的基體金屬塊的侵蝕被大大地限制了。
用上述填充金屬連接而成的釬焊工件具有基本一致的顯微結(jié)構(gòu)并在高溫下具有很高的強度。此外,本發(fā)明提供均質(zhì)延性金屬箔形的釬焊填充金屬,這些填充金屬由準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)材料構(gòu)成,優(yōu)選地具有至少80%的非晶態(tài)組織。
此外,本發(fā)明還提供一種改進工藝,用于連接超級合金和/或鐵-鉻基合金的蜂窩結(jié)構(gòu),其步驟如下在待連接的基體金屬間插入具有上述成分的填充金屬以形成一個組合件;將該組合件加熱到比釬焊填充金屬液相線溫度高約25-50℃的溫度,并在該溫度下保持一段足夠長的時間,使其形成一個結(jié)實而抗氧化的接頭。
圖2是掃描電鏡拍攝的鐵-鉻-鋁基接頭的顯微照片,該接頭是采用本發(fā)明工藝制成的含鈀3%(重量百分比)的填充金屬釬焊而成的,這張顯微照片描繪出在接頭分界面處形成了一層很密的AlPd金屬間化合物相(圖中空箭頭所示),這層化合物防止硼滲透到基體金屬中進而形成有害的硼化鉻?;w金屬具有一個大體均一的單相顯微組織,沉淀的硼化鉻非常有限。
圖3是掃描電鏡拍攝的鐵-鉻-鋁基接頭的顯微照片,該接頭是采用本發(fā)明工藝制成的含鈀5%(重量百分比)的填充金屬釬焊而成的,這張顯微照片描繪出與圖2中相同的有益接頭顯微組織特性,但這一接頭中所含AlPd相(圖中空箭頭所示)要大得多。這表明AlPd相的形成與本發(fā)明填充金屬中鈀的含量確有直接的關(guān)系。
圖4是金屬箔No.4試樣的X射線衍射圖樣,該圖顯示出非晶態(tài)物質(zhì)的漫射光暈。
發(fā)明詳述在任何釬焊工藝中,釬焊材料必須具有足夠高的熔點以提供能夠滿足被焊金屬零件的工作要求的強度。而且,釬焊材料必須與被焊的金屬基體零件在化學(xué)成分和冶金性能上相容。理想地,釬焊材料應(yīng)為100%含金屬的薄片狀,以便可利用其壓成復(fù)雜的形狀,從而可以完成對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的釬焊。釬焊金屬箔的組織應(yīng)為均一的并且具有延展性,也就是說,不含有粘合劑或其他可能在釬焊過程中形成氣孔或殘留雜質(zhì)的材料,并且具有足夠的柔韌性以便金屬箔可被彎成一個直徑為金屬箔厚度10倍的圓圈而不致斷裂。
本發(fā)明還提供一種多組分鈷/鎳-鉻基合金,其液相線溫度至少是1090℃,而且特別適用于釬焊超級合金和鐵-鉻-鋁基合金。上述釬焊填充金屬的成分如下CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的雜質(zhì)),其中下標(biāo)”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”為原子百分比,”a”值為約15-22,“b”值為約0-20,”c”值為約1-5,“d”值為約1-10,”e”值為約5-12,而”f”值為約5-12,“bal”為平衡值以使總百分比數(shù)達到100%。
加入硼和硅增強了合金表現(xiàn)為非晶態(tài)的能力,而且降低了合金的熔點。添加硼和硅還提供了潤濕性能從而保證填充金屬和基體之間的冶金連接。其中,硼的含量為約5-12,優(yōu)選地為約6.5-8.0原子百分比,以改善非晶化性能和基體與填充金屬之間的相互作用。而硅的含量為約5-12,優(yōu)選地為約5.0-10.5原子百分比。研究認(rèn)為,硅起到導(dǎo)致非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的形成的作用,并且提高了填充金屬的釬焊性能??偟呐鸷凸韬坎荒芴?,否則會導(dǎo)致釬焊過程中基體金屬被過分侵蝕,或者導(dǎo)致在釬焊接頭中形成過多的分離的脆性的金屬間化合物相。優(yōu)選地,填充金屬中總的硼和硅含量應(yīng)控制在約14.5-20原子百分比之間,優(yōu)選范圍是約14.5-17。
鈀的含量為約1-10原子百分比、優(yōu)選地為1.5-7原子百分比對于在釬料和基體金屬之間的分界面處形成一層高溫金屬間鋁-鈀相的保護層是至關(guān)重要的。根據(jù)二元鋁-鈀組分相圖可知,這兩種元素均在一個很窄的成分范圍內(nèi)形成一種高熔點(T熔點=1645℃)、高強度和高抗氧化性的AlPd金屬間組分。參閱“二元合金相圖分析”T.Misoalski,ASM 1990,p.139-191。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)可知,這些化合物的生成焓值比鈷、鉻、鎢、鐵和硅可能與鋁形成的任何可能的金屬間化合物和其他相的生成焓要高得多。高的生成焓值是形成化合物的各元素之間化學(xué)反應(yīng)激勵程度的一個基本衡量標(biāo)準(zhǔn),同時也是反應(yīng)生成物質(zhì)、即這一特定條件下生成的AlPd的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度的一個標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)在釬焊操作中,AlPd二元金屬間相首先聚集在多組分基體和填充金屬的接頭分界面處。因此,在該處形成了一層保護相層。
此外,優(yōu)選地,本發(fā)明合金中也含有約1-5原子百分比的鎢,優(yōu)選地,其含量在約3.0-5.0原子百分比的范圍內(nèi),本發(fā)明的合金中鎢的作用是保持合金的高熔點,同時提高釬焊件上形成的鈍化膜的整體強度。
鈷和鉻是本發(fā)明合金的主要組分,構(gòu)成合金的成分基體,它們對釬焊而成的接頭的抗高溫氧化性起到?jīng)Q定作用。本發(fā)明合金中的鎳大大地提高了合金對某些非氧化性腐蝕介質(zhì)的抵抗力。鎳還使合金呈現(xiàn)其他希望具有的性質(zhì),如非晶化能力、延展性等等。
本發(fā)明的合金可用眾所周知的工藝制成多種形式,如粉末、金屬箔、帶狀、細(xì)絲等等。本發(fā)明的合金也可利用快速凝固技術(shù)將具有上述成分的合金鑄造成準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)粉末和均一的具有延展性的金屬箔或細(xì)絲。常用的生成合金粉末的方法包括氣體或水霧化法,機械粉碎法。但將本發(fā)明的合金制成薄片、帶狀或細(xì)絲的最佳方法是快速凝固。
本發(fā)明的合金具有很多尚未被認(rèn)識和公開的優(yōu)良性能。這些合金具有很高的熔點,并且由于其中的硼含量控制到最低,而且由于鈀的存在將硼限制在釬焊接頭中,因而沒有顯著的硼擴散問題,而這一問題是高硼含量合金所不能避免的。同時,硼的濃度加上足夠的硅濃度確保了快速凝固技術(shù)產(chǎn)生出有延展性且較厚的合金帶。不僅如此,硼和硅的聯(lián)合濃度足夠高并將鉻濃度控制在21%原子百分比的閾值以內(nèi)保證了所生產(chǎn)出合金的非晶化能力,同時保持合金帶的延展性。最后,本發(fā)明的合金不會大量侵蝕基體金屬,因而保證了用于蜂窩和板狀結(jié)構(gòu)中薄肋零件的整體性。
采用快速凝固技術(shù)可將具有上述成分的本發(fā)明合金鑄造成均一的、有延展性的金屬薄片或細(xì)絲。具體地,本發(fā)明的均一釬焊填充金屬可通過快速凝固工藝制成,該工藝包括將合金組分混合物制成熔融態(tài),在一個旋轉(zhuǎn)淬火輪上以至少約105℃/秒的冷卻速度對熔融物進行淬火。這種工藝在美國專利US.Pat.No.4,142,571中公開。
在上述淬火條件下,可獲得均一的延展性產(chǎn)品。這種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)材料可能是非晶態(tài)的,從X射線衍射圖樣可以看出,該材料不是長程有序的,而是出現(xiàn)一個與無機氧化物玻璃中可觀察到的漫射光暈相似的漫射光暈(如圖4所示)。優(yōu)選地,本發(fā)明合金的顯微組織含有至少50%非晶態(tài)相以實現(xiàn)極高的延展性,而若包含至少90%的非晶態(tài)相則最好。
準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)產(chǎn)品也可能是各組成元素的一個溶解體。在本發(fā)明的合金中,這種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)固溶相很少能用現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)晶狀合金的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)出來。相應(yīng)地,要采用上述的鑄造工藝來生產(chǎn)。這些準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)產(chǎn)品也可是快速凝固制得的粉末和具有延展性的金屬箔。
下述的用快速凝固工藝制得的金屬箔其厚度為約13-100微米,通常其厚度為約13-76微米,寬度為200毫米或更寬。因為這些產(chǎn)品是均一的(即,在各個方向上基本具有統(tǒng)一的成分),所以用上述產(chǎn)品釬焊所得的接頭的一致性相當(dāng)好而且基本上沒有氣孔。
在本發(fā)明很寬的成分范圍內(nèi),發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)選的實施方案,其成分如下鉻的原子百分比為約18-22,鎳的原子百分比為約12-17,鈀的原子百分比為約1.5-7,鎢的原子百分比為約3.0-3.5,硅的原子百分比為約5-10.5,硼的原子百分比為約6.5-8.0,平衡百分比基本上是鈷的含量,偶爾也有雜質(zhì)的含量。上述最優(yōu)實施方案中的合金的熔點為約1010-1180℃,其優(yōu)選范圍是約1015-1160℃。上述合金的具體優(yōu)點包括可在高溫下進行釬焊,并形成可在更高溫度下在高氧化性和腐蝕性環(huán)境中使用的釬焊接頭,而不會導(dǎo)致機械性能顯著降低。
根據(jù)本發(fā)明制得的合金特別適用于釬焊在航空工業(yè)和發(fā)電廠中使用的渦輪零件和航空航天飛行器結(jié)構(gòu)。
下面的實施例將提供對本發(fā)明的更全面的理解。下列說明本發(fā)明原理和實施方法的具體技術(shù)、條件、材料、比例和試驗數(shù)據(jù)均不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
表2合金名義成分(重量百分比)和熔化特性
實施例2用于金相分析試驗的試樣通常制成“三明治形”搭接試樣。每個試樣包括兩條125微米厚的合金PM2000帶,其成分為按重量計20%Cr,5.5%Al,0.5%Ti,0.45%Y2O3,平衡組分為鐵一條厚度為25微米的厚金屬箔,該金屬箔可以是表2中的一個樣品。上述金屬箔包括樣品1,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成;樣品4和5,根據(jù)本發(fā)明名義成分制成。將這一條釬焊金屬箔預(yù)先夾在兩條PM2000厚帶中間。PM2000帶和所有釬焊填充金屬合金的寬度均約為10mm。在上述釬焊合金中,合金帶充當(dāng)隔離物。在真空爐中進行釬焊,爐內(nèi)壓力等于或小于1.33×10-2pa(10-4 Torr),釬焊溫度為1195℃,時間為15分鐘。待隨爐冷卻后,將釬焊試樣切下一部分,裝在塑料基體中,在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備上進行拋光以制成用于在掃描電子顯微鏡下觀察金相組織的試樣。利用SEM/EDAX和Auger分析法觀察接頭顯微組織。
圖1示出用具有樣品1名義成分的合金采用現(xiàn)有技術(shù)制成的接頭的典型顯微組織。從該金相圖可以看出,在基體金屬零件中存在大量的硼化鉻沉淀。這些硼化物(如圖黑色箭頭所示)主要聚集在平行于基體金屬合金的軋制方向的晶面上。
圖2是采用填充金屬箔制備的試樣的SEM顯微圖,該填充金屬箔帶有包含3%(重量百分比)的鈀并被本發(fā)明制造的樣品4的名義成分,從該顯微圖可以看出在接頭分界面形成了致密的一層AlPd金屬間相(如圖中空箭頭所示),該層物質(zhì)可防止硼向基體金屬中滲透且進而形成有害的硼化鉻。基體金屬具有基本均一的單相顯微組織,其中沉淀硼化鉻的量非常有限。圖3是采用填充金屬箔制得的接頭的顯微圖,該填充金屬箔帶有包含5%(重量百分比)的鈀并按本發(fā)明制得的樣品5的名義成分,從該圖中可以看出,接頭的顯微組織呈現(xiàn)出與圖2所示組織相同的有利基本性能,但是該圖中組織包含更多的AlPd相(如圖空箭頭所示)。這說明AlPd相的形成的確與本發(fā)明中填充金屬合金中鈀的含量直接相關(guān)。
以上對本發(fā)明進行了進一步詳述,還應(yīng)明了這種細(xì)節(jié)不必拘泥于上述描述,而是可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明范圍內(nèi)進行變化和修改,本發(fā)明的范圍由下述權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種釬焊材料,其成分化學(xué)式為CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的雜質(zhì)),其中下標(biāo)”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”為原子百分比,”a”值為約15-22,“b”值為約0-20,”c”值為約1-5,“d”值為約1-10,”e”值為約5-12,而”f”值為約5-12,“bal”為平衡值以使總百分比數(shù)達到100%。
2.權(quán)利要求1中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種粉末。
3.權(quán)利要求1中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種合金。
4.權(quán)利要求3中所述的合金,其特征在于,所述合金至少含有50%的玻璃相。
5.權(quán)利要求3中所述的合金,其特征在于,所述合金至少含有80%的玻璃相。
6.權(quán)利要求1中所述的釬焊材料,其固相線溫度至少為約1010℃,而液相線溫度在約1130-1180℃范圍內(nèi)。
7.權(quán)利要求1中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種金屬箔。
8.一種用權(quán)利要求3中合金制成的釬焊金屬箔。
9.一種用權(quán)利要求4中合金制成的釬焊金屬箔。
10.一種用權(quán)利要求5中合金制成的釬焊金屬箔。
11.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其厚度為約10-100微米。
12.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“a”的范圍為約18-22原子百分比。
13.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“b”的范圍為約12-17原子百分比。
14.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“c”的范圍為約3.0-3.5原子百分比。
15.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“d”的范圍為約1.5-7原子百分比。
16.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“e”的范圍為約5-10.5原子百分比。
17.權(quán)利要求6中的釬焊金屬箔,其特征在于,“f”的范圍為約6.5-8.0原子百分比。
18.一種制造釬焊工件的工藝,包括如下步驟(a)將權(quán)利要求1所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊材料液相線溫度高約25-50℃的溫度,并在該溫度下保持一段足夠長的時間以形成接頭。
19.一種制造釬焊工件的工藝,包括如下步驟(a)將權(quán)利要求1所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊填充材料液相線溫度高約25-50℃的溫度,并在該溫度下保持一段足夠長的時間以形成釬焊接頭,然后冷卻到約1000℃并在該溫度下保持一段足夠長的時間以對上述釬焊結(jié)構(gòu)進行釬焊后退火;(c)冷卻組合件以形成釬焊結(jié)構(gòu)。
20.一種由包括如下步驟的工藝制成的釬焊工件(a)將權(quán)利要求1所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊材料液相線溫度高約25-50℃的溫度;(c)冷卻組合件以形成釬焊結(jié)構(gòu)。
21.一種釬焊工件,其釬焊接頭中的基體金屬零件內(nèi)基本上沒有脆性的金屬間化合物硼化鉻。
22.一種釬焊材料,其成分化學(xué)式為CraNibWcPddSieBfCobal.(加上偶然的雜質(zhì)),其中下標(biāo)”a”,“b”,“c”,“d”,“e”和“f”為原子百分比,”a”值為約18-22,“b”值為約12-17,”c”值為約3.0-3.5,“d”值為約1.5-7,”e”值為約5-10.5,而”f”值為約6.5-8,“bal”為平衡值以使總百分比數(shù)達到100%。
23.權(quán)利要求22中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種粉末。
24.權(quán)利要求22中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種合金。
25.權(quán)利要求23中所述的合金,其特征在于,所述合金至少含有50%的玻璃相。
26.權(quán)利要求24中所述的合金,其特征在于,所述合金至少含有80%的玻璃相。
27.權(quán)利要求22中所述的釬焊材料,其固相線溫度至少為約1010℃,而液相線溫度在約1130-1160℃范圍內(nèi)。
28.權(quán)利要求22中所述的釬焊材料,其特征在于,所述材料為一種金屬箔。
29.一種用權(quán)利要求24中合金制成的釬焊金屬箔。
30.一種用權(quán)利要求25中合金制成的釬焊金屬箔。
31.一種用權(quán)利要求26中合金制成的釬焊金屬箔。
32.權(quán)利要求26中的釬焊金屬箔,其厚度為約14-100微米。
33.一種制造釬焊工件的工藝,包括如下步驟(a)將權(quán)利要求22所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊材料液相線溫度高約25-50℃的溫度,并在該溫度下保持一段足夠長的時間以形成接頭。
34.一種制造釬焊工件的工藝,包括如下步驟(a)將權(quán)利要求22所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊填充材料液相線溫度高約25-50℃的溫度,并在該溫度下保持一段足夠長的時間以形成釬焊接頭,然后冷卻到約1000℃并在該溫度下保持一段足夠長的時間以對上述釬焊結(jié)構(gòu)進行釬焊后退火;(c)冷卻組合件以形成釬焊結(jié)構(gòu)。
35.一種由包括如下步驟的工藝制成的釬焊工件(a)將權(quán)利要求22所述的釬焊材料放置在金屬基體零件之間以形成組合件;(b)將上述組合件加熱至比上述釬焊材料液相線溫度高約25-50℃的溫度;(c)冷卻組合件以形成釬焊結(jié)構(gòu)。
36.權(quán)利要求1中所述的釬焊材料,其熔點范圍約為1010-1190℃。
37.權(quán)利要求22中所述的釬焊材料,其熔點范圍約為1080-1150℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊金屬,其成分為鈷-鉻-鈀基合金,包含過渡金屬如鈷、鎳、鎢、鉬和某些非金屬元素;而更具體而言,涉及一種含鈷、鉻、鈀、鎳、鎢、鉬、硼和硅的多組分合金,這些成分對于釬焊金屬在高溫時產(chǎn)生高強度、高抗氧化性、和耐高溫、耐腐蝕的釬焊是特別有利的。本發(fā)明的合金組成的化學(xué)式為:Cr
文檔編號B23K1/00GK1311725SQ99809220
公開日2001年9月5日 申請日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月29日
發(fā)明者A·拉賓金 申請人:聯(lián)合訊號公司