CN1175955C - 高尔夫钎焊焊材 - Google Patents
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Abstract
一种高尔夫钎焊焊材,包含有下列组成成分:15.5-18.5wt%的铬、0.9-1.5wt%的硼、1.4-2.2wt%的硅、0.7-1.7wt%的铁、至多0.05wt%的碳以及5.5-7.5wt%的磷,其余为镍。
Description
技术领域
本发明关于一种高尔夫球杆的焊材,特别是关于一种具有高强度及耐腐蚀的高尔夫钎焊焊材。
背景技术
一般用于高尔夫球杆的钎焊焊材,尤其是在杆头(head)与击球面(face)之间的钎焊(brazing),由于考虑到焊接温度不得高于母材的熔点(一般球头的材料为不锈钢以及钛合金);因此,业界普遍使用的是镍系焊材,如BNi-2以及BNi-7等;但不同的焊材因其成份的不同各具有不同的优缺点,如:BNi-2硬度较大,但较容易产生锈蚀,且其流动性较差,适合填补较大的缝隙(0.03mm-0.1mm),对于小缝隙则否;而BNi-7的硬度较低,但其流动性佳,适合填补小缝隙(<0.03mm),反而对于大缝隙则较难填补;也就是说目前并没有一种兼具高耐腐蚀性,高强度以及较适当流动性等特性,适用于高尔夫杆头钎焊用的焊材。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高尔夫钎焊焊材,同时具备较高的焊接强度、较适当的流动性以及较高的耐腐蚀性。
为达成上述目的,依据本发明所提供的高尔夫钎焊焊材,包含有以下的组成成分:15.5-18.5wt%的铬(Cr)、0.9-1.5wt%的硼(B)、1.4-2.2wt%的硅(Si)、0.7-1.7wt%的铁(Fe)、至多0.05wt%的碳(C)以及5.5-7.5wt%的磷(P),其余为镍(Ni)。
其中还包含有预定测量的其他元素,该等其他元素包含有至多0.05wt%的铝(Al)、至多0.05wt%的钛(Ti)、至多0.05wt%的锆(Zr)以及至多0.10wt%的钴(Co)。
其中该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt%。
其中将该钎焊焊材的各成分熔合,以充分混合,并成形为微细颗粒状的合金。
本发明与现有技术相比具备较高的焊接强度、较适当的流动性以及较高的耐腐蚀性。
具体实施方式
为进一步说明本发明的特征,以下兹举一较佳实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例所提供的高尔夫钎焊焊材,包含有下列成分:18.0wt%的铬(Cr)、1.2wt%的硼(B)、1.8wt%的硅(Si)、1.2wt%的铁(Fe)、0.024wt%的碳(C)、6.0wt%的磷(P),以及其他元素,其余为镍(Ni);该等其他元素包含有至多0.05wt%的铝(Al)、至多0.05wt%的钛(Ti)、至多0.05wt%的锆(Zr)以及至多0.10wt%的钴(Co),且该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt%。将上述成分加热熔融,以充分混合,再将其成形为细微颗粒状的合金;此举除便于本发明的钎焊焊材与焊剂充分混合,此外亦可使焊接后的焊道具有均匀的结构,使焊道各处的强度、耐蚀性以及其他材料特性均相同。
请参阅表一
表一三种焊材的基本性质
种类 | 化学成分(wt%) | 固相线温度(℃) | 液相线温度(℃) | 钎焊温度范围(℃) | 建议钎焊温度(℃) | |||||||
Cr | B | Si | Fe | C | P | Ni | 其他元素 | |||||
BNi-2 | 14.0 | 3.0 | 4.5 | 4.5 | 0.06 | - | 余量 | <0.5 | 970 | 1000 | 1010-1175 | 1040 |
BNi-7 | 14.0 | - | - | - | 0.06 | 10.0 | 余量 | <0.5 | 890 | 890 | 980-1095 | 1065 |
本发明 | 18.0 | 1.2 | 1.8 | 1.2 | 0.024 | 6.0 | 余量 | <0.5 | 938 | 956 | 990-1130 | 1050 |
其中显示二种习用钎焊焊材(BNi-2以及BNi-7)以及本发明的钎焊焊材的组成成分以及基本性质。在本发明实施例所提供的高尔夫钎焊焊材中,加入18wt%的Cr的目的在于增加焊材的耐腐蚀性(一般不锈钢的定义为Cr含量在14wt%以上);而6wt%的P以及1.8wt%的Si的添加使得本发明的钎焊焊材具有适中的流动性,易于填补较大以及较小的缝隙(缝隙大小由0-0.1mm均可);为同时考虑增强焊材的延展性以及降低合金化现象,因此本发明的钎焊焊材添加了1.2wt%的B。
在此要补充说明所谓的合金化现象:不锈钢能防止锈蚀的原理为Cr与空气接触而在金属表面产生一Cr2O3保护层,但B的加入,易于与母材产生合金置换,而形成Cr2B、FeB与TiB2等化合物,破坏该Cr2O3保护层,反而使焊道产生锈蚀;所以本发明实施例中仅加入1.2wt%的B(BNi-2的B含量为3.1wt%),除可提高本发明的焊材的延展性,也不致产生严重的合金化现象。
接着发明人同样以上述二种习用钎焊焊材(BNi-2以及BNi-7),与本发明的钎焊焊材进行压力测试;其测试方式为:将一15mm厚×40mm宽×75mm长的析出硬化不锈钢CUSTOM 465(为美国CARPENTER TECHNOLOGY CORPORATOIN的产品名称)的击球面板以及一SUS 630(Ocr17Ni4Cu4Nb)所制成的球头,以1050℃经60分钟的真空钎焊结合后,再以一直径42mm的高尔夫球在击球面板的中央部位施压约0.5秒,以测试其结合强度,其结果如表二所示;
表二压力试验结果
压力(kg) | 状态 | |
BNi-2 | 1600 | 局部脱离 |
BNi-7 | 1300 | 局部脱离 |
本发明 | 2000 | 局部脱离 |
在表二中,我们发现以本发明的焊材在2000kg的压力下才产生局部脱离的强度最高,其次为BNi-2(1600kg),最后为BNi-7(1300kg)。
接着发明人再进行耐腐蚀试验,其方式是将三种试料浸泡于20%Nacl+80%水的试液中,其结果如表三所示;
表三耐腐蚀试验结果
浸泡时间(小时) | 状态 | |
BNi-2 | 72 | 于结合处产生局部锈蚀 |
BNi-7 | 72 | 结合处无锈蚀现象 |
本发明 | 72 | 结合处无锈蚀现象 |
其结果显示BNi-2经72小时的浸泡后,于接合处已产生局部锈蚀现象,而本发明以及BNi-7则无锈蚀现象产生。
最后我们将上述试验结果,以及三种杆材(BNi-2、BNi-7以及本发明)的其他相关特性,整理于表四;
表四三种钎焊焊材特性的综合整理
钎焊温度 | 硬度(HRC) | 耐压强度 | 耐腐蚀性 | 流动性 | 填补缝隙范围 | |
BNi-2 | 1040℃ | 50-60 | 中 | 低 | 低 | 0.03-0.1mm |
BNi-7 | 1065℃ | 40-45 | 低 | 高 | 高 | 小于0.03mm |
本发明 | 1050℃ | 45-50 | 高 | 高 | 适中 | 0-0.1mm |
表中一些于前文中已论及的特性容不赘述。首先,本发明的钎焊焊料的焊接温度为1050℃,介于BNi-2(1040℃)以及BNi-7(1065℃)之间,适合于高尔夫球杆各材料间的焊接;其次,由表四中关于三种焊料的硬度与耐压强度之间的关系显示,以BNi-2的硬度最高(约50-60HRC),但是太过于硬脆,因此其耐压强度反而降低(1600kg);BNi-7的硬度最小(约40-50HRC),其耐压强度也最低(1300kg);而本发明的硬度约45-50HRC,为一兼具弹性、韧性的硬度范围,因此本发明的耐压强度为最高(2000kg)。此外,在流动性方面,也是以本发明的焊材的流动性最适中,使其可填补的缝隙范围最大0-0.1mm。
Claims (4)
1.一种高尔夫钎焊焊材,其特征在于,包含有以下的组成成分:
15.5-18.5wt%的铬;
0.9-1.5wt%的硼;
1.4-2.2wt%的硅;
0.7-1.7wt%的铁;至多
0.05wt%的碳以及
5.5-7.5wt%的磷,其余为镍。
2.根据权利要求1所述的高尔夫钎焊材料,其特征在于,其中还包含有预定测量的其他元素,该等其他元素包含有至多0.05wt%的铝、至多0.05wt%的钛、至多0.05wt%的锆以及至多0.10wt%的钴。
3.根据权利要求2所述的高尔夫钎焊材料,其特征在于,其中该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt%。
4.根据权利要求1所述的高尔夫钎焊材料,其特征在于,其中将该钎焊焊材的各成分熔合,以充分混合,并成形为微细颗粒状的合金。
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