典型镍焊膏真空钎焊接头的力学性能
admin 添加于 2015-12-17 09:17
典型镍焊膏真空钎焊接头的力学性能
高温合金钎焊接头组织和强度随镍焊膏钎焊间隙而变化， 钎焊后扩散处理 将进一步增大接头间隙的最大允许值。以 Inconel 合金为例，采用 B-Ni82CrSiB 钎焊的 Inconel 接头，经 1000℃扩散处理 1h 后最大间隙 值可达 90um；而采用 B-Ni71CrSiB 镍焊膏钎焊的接头，以 1000℃扩散处理 1h 后最大间隙值为 50um 左右。 3） 瞬态液相连接 瞬态液相连接是将熔点低于母材的中间层合金 （厚 度约 2.5～100um）作为钎料，在较小的压力（0～0.007MPa）和合适的 温度（1100～1250℃）下，中间层材料首先熔化并润湿母材，由于元素 的迅速扩散，接头部位发生等温凝固而形成接头。该方法大大降低了对
母材表面的配合要求和减少了焊接压力。 瞬态液相连接的主要参数有压 力、温度、保温时间和中间层成分。加较小的压力是为了保持焊件配合 面的良好接触。加热温度和时间对接头性能有很大的影响，如果要求接 头与母材等强，并且不影响母材的性能，则应采用高温（如≥1150℃） 和长时间（如 8～24h）的连接工艺参数；如果对接头的连接质量有所降 低或母材不能经受高的温度，则应采用较低的温度（1100～1150℃）和 较短的时间（1～8h）。中间层应以被连接的母材成分为基本成分，加 入不同的降温元素，如 B、Si、Mn、Nb 等。例如 Udimet 合金的成分为 Ni-15Cr-18.5Co-4.3Al-3.3Ti-5Mo， 作为瞬态液相连接用中间层的成分 为 B-Ni62.5Cr15Co15Mo5B2.5。 这些添加元素都能使 Ni-Cr 或 Ni-Cr-Co 合金的熔化温度降到最低，但 B 的降熔作用最明显。此外，B 的扩散速 度高，可使中间层合金和母材迅速达到均质化。 3、石墨和金刚石聚晶的钎焊 （1）钎焊特点 石墨及金刚石聚晶钎焊所涉及的问题与陶瓷钎焊所 碰到的问题十分相似。与金属相比，钎料对石墨及金刚石聚晶材料很难 润湿，且与一般结构材料的热膨胀系数相差很大。二者直接在空气中加 热，超过 400℃会出现氧化或碳化，因此应采用真空钎焊，且要求真空 度不应低于 10-1Pa。因二者的强度都不高，钎焊时如果热应力存在，则 有可能产生裂纹，要尽量选用热膨胀系数小的钎料和严格控制冷却速 度。由于这类材料的表面不易被普通钎料润湿，钎焊前可通过表面改性 （真空镀膜、离子溅射、等离子喷镀等方法）在石墨及金刚石聚晶材料 表面沉积一层厚 2.5～12.5um 的 W、 等元素并与之形成相应的碳化物， Mo 或者使用高活性镍焊膏钎料。 石墨和金刚石有多种品级，这些品级在颗粒度、密度、纯度和其他 方面都有差别，且具有不同的钎焊特性。此外，金刚石聚晶材料在真空 环境下，若温度超过 1000℃，聚晶磨耗比开始下降，超过 1200℃，磨 耗比降低 50%以上。因此，真空钎焊金刚石时，钎焊温度一定要控制在 1200℃以下，真空度不低于 5×10-2Pa. (2)钎料选择 钎料的选择主要根据用途和表面加工情况而定，作为 耐热材料使用时，选择钎焊温度高，耐热性好的钎料；而用于化工耐蚀 材料则选择钎焊温度低、耐蚀性好的钎料。对于经过表面金属化处理后 的石墨，可采用延性高、抗腐蚀性好的纯铜钎料，银基及铜基活性钎料 对石墨和金刚石均有良好的润湿性和流动性， 但钎焊接头的使用温度难 以超过 400℃。对于 400～800℃之间使用的石墨构件及金刚石工具，通 常选用金基、钯基、锰基或钛基钎料。800～1000℃之间使用的接头， 则选用镍基或钻基钎料， 石墨构件在 1000℃以上使用时， 可选用纯金属 钎料（Ni、Pd、Ti）或含有能与碳形成碳化物的钼 Mo、Ta 等元素的合 金钎料。 对于不进行表面处理的石墨或金刚石，可采用表 16 的活性钎料进 行直接钎焊，这些钎料大多是钛基二元或三元合金。纯钛与石墨反应强 烈抗议，可生成很厚的碳化物层，且与石墨的线胀系数差别较大，易产 生裂纹，故不能做钎料使用。Ti 中加入 Cr、Ni 可以降低熔点及改善与 陶瓷的润湿性。Ti 是三元合金以 Ti-Zr 为主，加入 Ta、Nb 等元素，具 有低的线膨胀系数，可以降低钎焊应力，以 Ti-Cu 为主的三元合金适合 于石墨与钢的镍焊膏钎焊，接头具有较高的抗腐蚀性能。