一種不鏽鋼真空釺焊用釺料及其製備方法

2023-06-05 14:54:51 1

專利名稱：一種不鏽鋼真空釺焊用釺料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種不鏽鋼真空釺焊用釺料及其製備方法，尤其涉及一種不
含B元素的高溫釺焊用三元鎳基釺料，原材料資源豐富、釺料容易製取，並可 減少釺焊接頭對中子的吸收能力，提高釺焊質量，屬於高溫真空釺焊不鏽鋼領 域。
背景技術：
不鏽鋼具有優良的耐腐蝕性能、還具有優良的力學性能、方法性能以及較 大的工作溫度範圍，適宜於製造要求耐腐蝕、抗氧化、耐高溫和超低溫的零件 和設備，廣泛應用於石油化工、電力、儀表、食品、醫療、航空及原子能等工 業部門。
研究表明要獲得良好的不鏽鋼釺焊接頭要注意以下幾點表面氧化膜的去 除，合適的釺焊溫度以及內應力的去除等。而且針對不鏽鋼一般採用的是硬釺 焊方法，而且也已經開發出了高溫銀基釺料、銅基釺料、錳基釺料、鎳基釺料 和金基釺料等釺料品種，其中又以鎳基釺料應用最廣。鎳基釺料適用於釺焊高
溫工作的零件，用它釺焊的接頭可以承受的工作溫度高達1000K。鎳具有良好的
耐腐蝕性和抗氧化性。鎳基釺料常用於釺焊奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼、馬氏 體不鏽鋼等。但是鎳的熔點太高，熱強度也不夠，因此必須添加合金元素以降 低其熔點及提高其熱強度。 鎳基釺料內常加的元素有鉻、硼、鐵、矽、碳等。鉻主要作用是增大抗氧化、
抗腐蝕能力以及提高釺料的高溫強度；矽可降低熔點，增加流動性。硼和磷是 降低釺料瑢點的主要元素，並能改善潤溼能力和鋪展能力，但是B元素由於吸收 中子的能力很強，在反應堆內部部件使用含B釺料時會降低釺焊部件的使用穩定
3性，可靠性降低。碳可以降低釺料的熔化溫度而對高溫強度沒有多大的影響。 鐵可以提高釺料的強度。鎳基釺料中含有較多的硼、磷等非金屬元素時，所得 釺料比較脆，在製成非晶態釺料時存在一定的困難。並且傳統的鎳基釺料一般
都為四元甚至以上的多元釺料(BNi74CrSiB、BNi82CrSiB、Ni82. 5Cr7Si4. 5B3Fe3 等)，摻加的合金種類較多，使得釺料的製作方法存在一定的難度。
因此研究一種具有綜合性能良好、經濟性良好並可適用於反應堆等特殊要 求的新型釺料成為亟需要解決的技術難題。

發明內容
本發明所要解決的問題在於克服現在不鏽鋼釺料在釺焊技術上存在的問題 而提供一種不鏽鋼真空釺焊用釺料及其製備方法。
釺料含有(按重量百分比計)Fe33 37%， Si 8 12%，其餘為Ni。釺料 在真空電弧爐中，用Ar氣在一個大氣壓保護條件下在115(TC 1300°C範圍內進 行電弧熔煉，使得合金充分熔化混合，並攪拌均勻，得到球形釺料合金錠。將 熔煉好的球形釺料錠在高真空甩帶機中處理後獲得非晶態箔狀釺料，非晶態箔 狀釺料合金箔帶的平均厚度為30 nm 50[im。
本發明的不鏽鋼真空釺焊用釺料的優越效果是
1. 本發明的不鏽鋼真空釺焊用釺料具有不含B元素，容易加工，成本低的 特性。
2. 本發明的不鏽鋼真空釺焊用'釺料的熔點和傳統含B釺料相當，潤溼性和 填縫性能良好，釺焊接頭強度高。
3. 本發明的不鏽鋼真空釺焊用釺料具有較好的延展性，經真空甩帶機進行 非晶處理後可獲得厚度較小的非晶箔帶，可廣泛用於不同場合的釺焊方 法和性能的要求。 '


圖l為本發明的差熱分析曲線
圖2為本發明在118(TC時釺料在不鏽鋼上鋪展後中心區的組織照片
圖3為本發明在1180。C時釺料在不鏽鋼上鋪展後邊緣區的組織照片
圖4為本發明在1220。C時釺料在不鏽鋼上鋪展後中心區的組織照片
圖5為本發明在122(TC時釺料在不鏽鋼上鋪展後邊緣區的組織照片
圖6為本發明在1180t時不鏽鋼釺焊接頭的微觀組織照片
圖7為本發明在122(TC時不鏽鋼釺焊接頭的微觀組織照片
具體實施例方式
本實施例中的一種不鏽鋼真空釺焊用釺料，按照質量組成，其成分為35XFe、 10XSi和55XNi，按上述比例稱取Fe、 Si和Ni，然後放入電弧熔煉爐中，衝入 氬氣(l個大氣壓)，引燃電弧，使釺料合金熔化，並攪拌均勻，獲得球形釺料 合金錠。將所獲得球形釺料錠放入真空甩帶機，經處理後可獲得非晶態 55Ni-35Fe-10Si高溫釺料合金箔帶，箔帶的平均厚度為30 nm 50Mm。
將所得高溫釺料合金放入差熱分析儀器分析其熔點，差熱分析曲線如圖l所 示。在圖1中可以看出在1158"C處出現一個拐點，即為釺料的熔點。
分別在1180 。C和1220。C在lCrl8Ni9Ti不鏽鋼表面進行潤溼鋪展試驗，結果 表明在1180。C保溫10 min時釺料在lCrl8Ni9Ti不鏽鋼上的潤溼角為14.8。，在 1220。C保溫10 min時釺料在lCrl8Ni9Ti不鏽鋼上的潤溼鋪角為13. 1° 。釺料在 1Crl8Ni9Ti不鏽鋼上鋪展後所得的微觀組織照片如圖2、圖3、圖4、圖5所示， 由圖2、圖3、圖4、圖5可以看出釺料在不鏽鋼上的中心部位和邊緣部位都和不 鏽鋼實現了良好的結合，微觀組織均勻、細密。
使用本發明所得55Ni-35Fe-10Si高溫釺料釺料箔帶在1100。C 130(TC範圍 內保溫8 12分鐘進行lCrl8M9Ti不鏽鋼搭接釺焊試驗，釺焊接頭的剪切強度 分別為301 Mpa和312 Mpa。釺焊接頭微觀組織照片如圖6、圖7所示，由圖6、圖7可以看出不鏽鋼實現了良好的連接，釺縫緻密，無裂紋或氣孔出現，界面處也 未出現未釺透現象。
權利要求
1、一種不鏽鋼真空釺焊用釺料，其特徵是所述的不鏽鋼真空釺焊用釺料為一種三元鎳基釺料，釺料的成分為(wt％)Fe 33～37，Si 8～12，其餘為Ni。
2、 根據權利要求1所述的不鏽鋼真空釺焊用釺料的製備方法，其特徵在於按 照權利要求l的質量組成比例(wt%): Fe 33 37， Si 8 12，其餘為Ni稱取 Fe、 Si和Ni，然後放入電弧熔煉爐中，衝入氬氣(1個大氣壓)的保護條件下 在115(TC 1300'C範圍內進行電弧熔煉，使釺料合金熔化，並攪拌均勻，獲得球 形釺料合金錠，將所獲得球形釺料錠放入真空甩帶機，經處理後可獲得非晶態 釺料合金箔帶。
3、 根據權利要求2所述的不鏽鋼真空釺焊用釺料的製備方法，其特徵在於所述 的箔帶的平均厚度為30 pm 50nm。
全文摘要
本發明涉及一種不鏽鋼真空釺焊用釺料及其製備方法，該釺料成分為鐵33～37％，矽8～12％，其餘為鎳。按合金成分配料，在氬氣保護條件下進行電弧熔煉獲得球狀釺料合金，並經真空甩帶技術獲得非晶態箔帶，然後可用於不鏽鋼的真空爐中釺焊。此種釺料合金製作簡單熔點適中，延展性好，潤溼及填縫性好，接頭強度高並且不含B元素可廣泛用於不鏽鋼釺焊的場合。
文檔編號B23K35/30GK101450428SQ20081020417
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月8日 優先權日2008年12月8日
發明者於治水, 李瑞峰, 凱 祁, 鈺 蘇 申請人:上海工程技術大學