CN102500952B - 镍基高温合金钎料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍基高温合金钎料及其制备方法，由下述重量百分比的组分组成：Cr 5.0％～20.0％，Si 4.0％～10.0％，Fe 0.1％～3.0％，Cu 0.1％～10.0％，P 0.1％～3.0％，余量Ni；其制备方法，包括如下步骤：将以下组分Cr、Si、Fe、Cu、P、Ni按比例混合，采用真空熔炼及气雾化、超声波筛分，将钎料制成240～600目的球形粉末状，最后用有机粘结剂将钎料粉末调制成膏状钎料。优点：本发明具有焊接接缝强度高，因熔点高具有良好的耐高温性，添加的Cu、Fe有效地抑制了钎料的流淌；适用于不锈钢的钎焊，特别是对汽车EGR不锈钢冷却器的钎焊具有优良的润湿性和间隙填充性，其钎焊构件的气密性、耐腐蚀性能、接缝强度均达到EGR不锈钢冷却器的技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍基高温合金钎料及其制备方法。
背景技术
废气再循环技术(EGR)是目前控制汽车NOX排放的最有效的措施。在冷却的EGR技术中，关键的总成是EGR冷却器。EGR废气工作在高温、高压下，且排放物中含有较多的硫氮氧化物，废气冷却时可形成强氧化物，对冷却器产生腐蚀。此种工作条件就要求冷却器耐高温、耐腐蚀。在诸多钎料中，之所以选择镍基钎料，是因为其具有极好的抗氧化和耐腐蚀性能，有良好的塑性及中等的强度。
传统上，不锈钢真空钎焊采用BNi-2、BNi-5钎料或铜基钎料，但钎焊后形成的接头对稀硫酸腐蚀比较敏感，导致EGR冷却器可靠性下降。世界各国对镍基钎料的研究较多，历史也比较悠久，但很少适合用在EGR冷却器***上。这是因为基于EGR冷却器的特殊结构，对镍基焊料的性能要求非常苛刻，不仅要求浸润性好，但又不能出现流淌的现象。因EGR冷却器为多管壳结构和镍基钎料的不易成型性，镍基钎料主要以粉体的形式参与焊接，通常也就是将粉体与粘合剂混合制成膏体使用。因此对焊料的氧含量、粒度范围、球形度及微量元素等方面要求甚严，所以需对EGR冷却器***开发新型专用的镍基钎料，以满足该焊接领域的需要。
国内目前生产的镍基钎料均存在一个弊端：焊接时发生流淌现象。随着汽车这一关系国计民生的交通工具在生活中的普及，EGR冷却器生产市场势必会增加规模和产量。
发明内容
本发明的目的就是为了解决已知技术中的镍基钎料钎焊汽车EGR不锈钢冷却器钎焊过程中存在的流淌、接头外观质量差、可靠性低和耐腐蚀性能不佳等问题，提供一种镍基高温合金钎料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种镍基高温合金钎料，由下述重量百分比的组分组成：Cr 5.0％～20.0％，Si 4.0％～10.0％，Fe 0.1％～3.0％，Cu 0.1％～10.0％，P 0.1％～3.0％，余量Ni。
所述镍基高温合金钎料的制备方法，包括如下步骤：将以下组分Cr、Si、Fe、Cu、P、Ni按比例混合，采用真空熔炼及气雾化、超声波筛分，将钎料制成240～600目的球形粉末状，最后用有机粘结剂将钎料粉末调制成膏状钎料。
对于本发明的一种优化，P是以Ni-P合金的形式与Cr、Si、Fe、Cu、Ni混合。
其中上述Cr的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Si的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Fe的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Cu的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Ni的质量纯度为99.0.0％～99.9％，P的质量纯度为99.0.0％～99.9％。
本发明与背景技术相比，具有焊接接缝强度高，因熔点高具有良好的耐高温性，添加的Cu、Fe有效地抑制了钎料的流淌；适用于不锈钢的钎焊，特别是对汽车EGR不锈钢冷却器的钎焊具有优良的润湿性和间隙填充性，其钎焊构件的气密性、耐腐蚀性能、接缝强度均达到EGR不锈钢冷却器的技术要求。
附图说明
图1是传统的镍基钎料的XRD示意图。
图2是本发明镍基高温合金钎料的XRD示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步具体的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：一种镍基高温合金钎料，由下述重量百分比的组分组成：Cr5.0％～20.0％，Si 4.0％～10.0％，Fe 0.1％～3.0％，Cu 0.1％～10.0％，P 0.1％～3.0％，余量Ni。
所述镍基高温合金钎料的制备方法，包括如下步骤：将以下组分Cr、Si、Fe、Cu、P、Ni按比例混合，采用真空熔炼及气雾化、超声波筛分，将钎料制成240～600目的球形粉末状，最后用有机粘结剂将钎料粉末调制成膏状钎料。其中P是以Ni-P合金的形式与Cr、Si、Fe、Cu、Ni混合。
其中上述Cr的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Si的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Fe的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Cu的质量纯度为99.0.0％～99.9％，Ni的质量纯度为99.0.0％～99.9％，P的质量纯度为99.0.0％～99.9％。
实施例2：本发明采用添加Cu和Fe元素来控制非需要结构Ni5P2和Ni2P的产生。因为Cu和Fe会与Ni进行竞争反应，形成相应的磷化物，进而减少Ni5P2和Ni2P的产生。实践表明，Cu和Fe含量低于0.1％达不到上述预期的作用，当Cu含量超过10.0％、Fe含量含量超过3.0％时，过多的Cu和Fe会导致其它问题的产生，如抗腐蚀性能的下降或者更容易被腐蚀。添加P元素可提高镍基钎料的抗氧化性能，降低钎料的产渣量。P含量低于0.1％时作用不明显，当P含量超过3.0％时，钎料的脆性增加，塑性降低。
本发明镍基高温合金钎料的综合焊接性能与传统的BNi-2、BNi-5的焊接性能对比如下表所示。
实施例3：参照图1和2。从XRD图中可以看出添加Cu、Fe元素后本发明制备的钎料中的Ni5P2和Ni2P相明显减少。
需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种镍基高温合金钎料，其特征是：所述镍基高温合金钎料由下述重量百分比的组分组成：Cr 5.0%～20.0%，Si 4.0%～10.0%，Fe 0.1%～3.0%，Cu 0.1%～10.0%，P 0.1%～3.0%，余量Ni。
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