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高温铜基钎料的分析介绍,

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:表6-7列出了一些高温铜基钎料,它可满足400~600℃的工作温度要求。图6-1 银钎料钎焊的不锈钢接头抗剪强度与温度的关系 Fig.6-1 Temperature dependence on shear strength of stainless steel joint brazed with silver filler metals表6-7 高温铜基钎料Table 6-7 High temperature copper based brazing filler metals① w=0.01%~0.2%,w=0.05%~0.15%,w=0.1%~0.2%。图6-2 HlCuNi30-2-0.2钎料、1Cr18Ni9Ti不锈钢和H62黄铜 的抗拉强度与温度的关系 Fig.6-2 Temperature dependence on tensile strength of HlCuNi30-2-0.2filler metal、1Cr18Ni9Ti stainless steeland H62Cu69NiMnCoSiB钎料为HlCuNi30-2-0.2钎料的改进型。Cu69NiMnCoSiB钎料的含镍量明显下降,但添加5%Co。钎料的Ni+Co总量有所下降,故钎料的熔化温度降低。另一种高温铜基钎料为Cu58MnCo。

高温铜基钎料的分析介绍,

除了铜和表5-6所列的铜锌钎料可钎焊不锈钢外,还有一些专用的钎焊不锈钢的高温铜钎料。出现这些钎料的原因是通常使用的银钎料和铜锌钎料的高温强度和蠕变强度比较低,当温度超过400℃后,钎焊接头的强度急剧下降(见图6-1)[3],并且钎料的氧化也很严重,这些钎料不能钎焊在较高温度下工作的工件。表6-7列出了一些高温铜基钎料,它可满足400~600℃的工作温度要求。

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图6-1 银钎料钎焊的不锈钢接头抗剪强度与温度的关系 Fig.6-1 Temperature dependence on shear strength of stainless steel joint brazed with silver filler metals

表6-7 高温铜基钎料Table 6-7 High temperature copper based brazing filler metals

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① w(K)=0.01%~0.2%,w(Na)=0.05%~0.15%,w(P)=0.1%~0.2%。

HlCuNi30-2-0.2钎料含较多的镍。镍可以提高钎料的高温强度,但镍又使钎料的熔化温度明显提高。为了降低熔化温度加入了适量的硅和少量的硼。硅和硼同时又能改善钎料的润湿性,提高钎料在不锈钢上的铺展能力,HlCuNi30-2-0.2钎料在室温和高温下都几乎与1Cr18Ni9Ti不锈钢等强度(见图6-2)[3],在该图中同时列出了H62黄铜钎料的抗拉强度。钎料在600℃以下的抗氧化性也与1Cr18Ni9Ti不锈钢很相近。它填充间隙的能力强,对接头间隙要求不严。同时具有良好的延性,可加工成丝或片。但该钎料的钎焊温度过高(1175~1120℃)。炉中钎焊时不锈钢晶粒猛烈长大,火焰钎焊时近缝区也有晶粒长大现象。并且火焰钎焊时由于钎剂在高温下与不锈钢起作用,在近缝区易产生麻面等缺陷。

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图6-2 HlCuNi30-2-0.2钎料(1)、1Cr18Ni9Ti不锈钢(2)和H62黄铜(3) 的抗拉强度与温度的关系 Fig.6-2 Temperature dependence on tensile strength of HlCuNi30-2-0.2filler metal(1)、1Cr18Ni9Ti stainless steel(2)and H62(3)(www.xing528.com)

Cu69NiMnCoSiB钎料为HlCuNi30-2-0.2钎料的改进型。Cu69NiMnCoSiB钎料的含镍量明显下降,但添加5%Co。钎料的Ni+Co总量有所下降,故钎料的熔化温度降低。由于添加了Co,钎料的高温强度变化不大。此外在钎料中又添加了w(Mn)为5%的Mn,使钎料的熔化温度进一步下降,达到1053~1084℃,钎焊温度则比HlCuNi30-2-0.2钎料低了80~100℃,钎焊不锈钢时不会产生晶粒长大现象和麻面等缺欠;由于钎料含锰量不高,可用于火焰钎焊和真空钎焊。钎料延性良好,可加工成丝或片。钎料具有与HlCuNi30-2-0.2钎料相似的高温强度和抗氧化性。

另一种高温铜基钎料为Cu58MnCo。根据Cu-Mn系相图(见图6-3)[4]338,当w(Mn)=35%时形成熔点为868℃的低熔固溶体。为了提高铜锰合金的室温和高温强度又加入Co。根据不锈钢对接钎焊试样的抗拉强度试验得知,当w(Co)达到9%后,接头已同母材等强度,所以出现了这种在铜锰低熔固溶体基础上加入w(Co)=10%的钎料,其液相线为943℃,钎焊温度为1000℃,正好同马氏体不锈钢的淬火温度相匹配,可将钎焊和淬火处理合并进行。Cu58MnCo钎料的延性较好,可加工成片状。这种钎料适用于钎焊在538℃以下工作的接头。由于钎料的锰含量高,而锰既易氧化又易挥发,因此不适用于火焰钎焊和真空钎焊,主要用于保护气氛炉中钎焊。

Cu40MnNi钎料的性能与Cu69MnCo钎料相似,但强度和抗氧化性较差,加工性能稍好,价格稍低。

Cu-Mn-Ni合金中熔点最低和强度最高的合金为w(Mn)=32%~39%和w(Ni)=5%。该合金由γ+α以及NiMn相组合,随着含镍量的提高,Cu-Mn-Ni合金的熔点升高,偏析倾向也加大。为了进一步降低Cu-Mn-Ni合金的熔点,可加入少量的硅[w(Si)=1.5%~3.5%],加硅又可强化Cu-Mn-Ni合金,这是形成了Ni3Si加强相的缘故,硅同时可提高Cu-Mn-Ni合金的耐热性。ΠΜ38ΜЛ即属于此种钎料,它在950℃温度下就能很好地润湿不锈钢。

在Cu-Mn-Ni合金中加入少量的Fe可促进它在钢上的铺展性。但是铁的加入量不能多,否则将形成铁的独立相,降低合金的耐腐蚀性。

ВПР-2也是一种Cu-Mn-Ni钎料,其中Fe可增强钎料在钢上的润湿性。ВПР-4钎料同时含Si和Fe既降低了钎料的熔点,又提高了钎料的润湿性。ВПР-2钎料中的锂是使钎料在氩气保护下钎焊起自钎剂作用,其原理已如上所述。ВПР-4钎料同时含锂和硼,它们的作用是在钎焊加热过程中形成m·Li2O·n·B2O3·kH2O复合化合物,其效果优于单独加锂的钎料。

锰含量高的钎料应在保护气氛下钎焊,以免锰挥发。也可在抽真空后,充入少量的流动氩钎焊,效果会更好。

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