本申請屬于釬焊，尤其涉及一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料及其制備方法。

背景技術：

1、鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦及鈦合金由于高的比強度，良好的抗蝕性和抗高溫氧化性被廣泛的應用于航空、航天、火箭、人造衛(wèi)星和造船等領域。近年來隨著技術的不斷進步，相應復雜熱端部件的研制不斷增多，新一代航空航天產(chǎn)品及武器裝備對焊接接頭的性能要求逐漸提高。傳統(tǒng)的弧焊、電子束焊經(jīng)常會因為熱輸入量過大，從而導致焊件變形嚴重。而釬焊是利用液態(tài)釬料填充母材的縫隙并與母材發(fā)生冶金反應實現(xiàn)連接的焊接方法，具有工藝簡單，冶金互容性好，一次可焊成幾十條或成百條釬縫，生產(chǎn)率高。同時焊件的變形可減小到最低程度，容易保證焊件的尺寸精度，但釬焊也存在焊接頭強度比較低，耐熱能力比較差的缺點。

2、隨著技術的進步與發(fā)展，亟需開發(fā)新型高性能釬焊材料，進一步改善鈦合金釬焊接頭力學性能。與晶態(tài)釬料相比，非晶合金釬料具有熔點低、熔化溫度區(qū)間窄、成分均勻、易于制備連續(xù)柔韌的帶材等諸多優(yōu)勢，發(fā)展和應用新型非晶釬料成為提高釬焊接頭性能的重要方向。

3、針對鈦合金和釬焊常用的釬料有很多種，可分為銀基、鈀基、鋁基、鈦基四大類。其中鋁基釬料釬焊鈦合金時會在釬焊接頭形成脆硬的金屬間化合物，接頭性能較差；銀與鈀都是貴金屬，銀基釬料和鈀基釬料的成本較高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，且接頭性能亦較差；而鈦基釬料由于和鈦合金基體一樣，具有良好的潤濕性與流動性，能夠?qū)崿F(xiàn)釬焊焊縫具有與母材相近性能。在所有的鈦基釬料中，ti-cu-ni系合金應用廣泛。但是，在釬焊過程中ti-cu-ni釬料的熔化溫度較高，鈦合金在釬焊高溫過程中將發(fā)生相變，會對鈦合金母材造成傷害并影響釬焊接頭的性能。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術中ti-cu-ni釬料存在的熔化溫度較高、鈦合金在釬焊高溫過程中將發(fā)生相變，會對鈦合金母材造成傷害并影響釬焊接頭的性能的技術問題。

2、為實現(xiàn)上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：

3、本申請實施例的第一方面提供了一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料，化學成分及重量百分比為：

4、zr:30％～45％；

5、ni:10％～25％；

6、v:2％～10％；

7、cu:2％～5％；

8、余量為ti。

9、本申請實施例的第二方面提供了一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，包括：

10、根據(jù)上述重量百分比取原料純度均大于99.95％的海綿鋯、鈦、鎳、釩、銅；

11、在氬氣保護條件下采用電弧熔煉方法熔煉成合金錠；

12、從合金錠上切割出薄片狀釬料，清洗后將正反面磨光，得到薄片釬料。

13、本申請實施例的第三方面提供了一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，包括：

14、根據(jù)上述重量百分比取原料純度均大于99.95％的海綿鋯、鈦、鎳、釩、銅；

15、在氬氣保護條件下采用電弧熔煉方法熔煉成合金錠；

16、將合金錠放在中頻感應爐中熔煉成熔液，然后注入到漏包坩堝中，在漏包坩堝的下方放置氣霧化噴嘴；

17、當熔融的金屬液流通過漏嘴流經(jīng)噴嘴時被噴嘴射出的高壓氣流破碎成細小的液滴，隨后合金液滴下落到霧化桶內(nèi)的冷卻水中凝固成粉末，得到釬料粉末。

18、本申請實施例的第四方面提供了一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，包括：

19、根據(jù)上述重量百分比取原料純度均大于99.95％的海綿鋯、鈦、鎳、釩、銅；

20、在氬氣保護條件下采用電弧熔煉方法熔煉成合金錠；

21、將合金錠放入坩堝中，待其熔化后施加壓力讓其從坩堝底部小口噴出，與高速旋轉(zhuǎn)的銅輥接觸后快速凝固冷卻，使其保持液態(tài)時的性質(zhì)，獲得非晶態(tài)釬料。

22、與現(xiàn)有技術相比，本申請實施例的有益效果是：

23、本申請實施例提供的一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料及其制備方法，釬料的各個組分含量控制在一定的范圍內(nèi)能夠得到剪切強度較高的釬焊接頭。即釬料的化學成分及重量百分比為：zr:30％～45％，ni:10％～25％，v:2％～10％，cu:2％～5％，以及余量的ti。該釬料的熔化溫度范圍為890-950℃。本申請實施例提供的一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料，潤濕性良好，熔點較低，適用鈦合金的釬焊連接。

技術特征：

1.一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料，其特征在于，化學成分及重量百分比為：

2.一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，其特征在于，包括：

3.一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，其特征在于，包括：

4.一種包含鋯-鈦-鎳-釩-銅的釬料的制備方法，其特征在于，包括：

技術總結(jié)
本申請公開了一種包含鋯?鈦?鎳?釩?銅的釬料及其制備方法，其化學成份及重量百分比為:Zr:30％～45％，Ni:10％?25％，V:2％?10％，Cu:2％?5％，Ti余量。本發(fā)明采用電弧熔煉和線切割方法、惰性氣體霧化法及急冷快速凝固法等方法制備，可分別得到薄片狀釬料、釬料粉末和非晶釬料箔帶等不同形態(tài)的釬料。經(jīng)測試可得，本發(fā)明釬料熔點較低，能夠在較低釬焊溫度下實現(xiàn)鈦合金與鈦合金的連接。

技術研發(fā)人員：郭偉,趙振家
受保護的技術使用者：北京航空航天大學江西研究院景德鎮(zhèn)分院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/28