[发明专利]具有增强的抗氧化性的钎焊合金组合物及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及可以在升高的温度具有增强的抗氧化性的钎焊合金组合物。

背景技术

在高温或极端环境中的部件，如燃气轮机中的热风气翼，可能经历退化或 可能存在有关耐久性的问题。一种修补这种超合金的方法可能涉及基于钎焊合 金和/或超合金金属粉的预烧结的预成型体。

本发明涉及钎焊合金，该钎焊合金可以与超合金金属粉混合以形成预烧结 的预成型体(PSP)。PSP可以在各种补救和/或修补应用中使用，如那些包括对 参与高温应用的部件的修补和/或重建。

钎焊粉料在本领域内已被广泛了解。Mar M 509B是一种钎焊粉料。Mar M 509B具有硼添加剂的钴基钎焊合金。

在图1中示出了利用Mar M 509B钎焊合金的PSP板的方案。如图所示， 将表面加硬用合金粉(框150)和Mar M 905B(框152)混合(框154)，然后 烧结(框156)，采用水力喷射(water-jet)成型(框158)。成型后，预成型体 被临时点焊(tack weld)(框160)在如叶片上，然后施加热处理循环(框162)。 含有Mar M 509B钎焊粉的PSP可以含有重量百分比约为50％ Co、10％ Ni、24％ Cr、4％ Ta、0.25％ Ti、8％ W、0.5％ C和2.7％ B。在具体实施方案中，本发明 涉及含有较大重量百分比硅和硼的钎焊粉。硅含量在本发明组合物的具体实施 方案中可以提供有利的抗氧化性能。硅和硼的升高的含量有利于使组合物的熔 点降低。硼含量在发明组合物的具体实施方案中可以有利于PSP和超合金硬件 在钎焊过程中的结合。

在本发明的具体实施方案中，使用特殊钎焊合金组合物的方法可以容易地 应用并且可能在钎焊之前需要最小量的表面处理和在表面加硬操作后需要最小 量的机加工。

在具体实施方案中，采用该钎焊合金的PSP可被制成近净形状(near-net shape)，并钎焊到叶片上。这可以提供牢固性、可重复性和可再现性，同时可能 减少表面加硬后机加工的程度。

发明内容

在实施方案中，提供了钴基钎焊合金组合物，其包括：22-24.75wt％的铬， 9-11wt％的镍，6.5-7.6wt％的钨，3-4wt％的钽，0.55-0.65wt％的碳，0.3-0.6wt％ 的锆，0.15-0.3wt％的钛，1.5-2.6wt％的硼，1-10wt％的硅，和钴。

在另一个实施方案中，提供了修补或重建超合金部件的方法，包括以下步 骤：通过混合表面加硬用合金粉(hardface alloy powder)和钴基钎焊合金而形成 预烧结的预成型体，所述钴基钎焊合金包括：22-24.75wt％的铬，9-11wt％的镍 ，6.5-7.6wt％的钨，3-4wt％的钽，0.55-0.65wt％的碳，0.3-0.6wt％的锆，0.15-0.3 wt％的钛，1.5-2.6wt％的硼，1-10wt％的硅，和钴；烧结所述预烧结的预成型体 以制备烧结的部件；将该烧结的部件成型；将该烧结的部件焊接到超合金部件 上以形成结合体；然后对结合体施加热处理循环。所述预烧结的预成型体含有 60-90wt％的表面加硬用合金粉和10-40wt％的钴基钎焊合金组合物。

附图说明

图1是制备和应用预烧结的预成型体中所涉及的工艺步骤的流程图。

图2是根据本发明实施方案中应用PSP修补的热气体通道侧面叶片翼(hot gas path side bucket angel wing)的示例。

图3是根据本发明实施方案应用PSP修补的热气体通道叶片顶部(hot gas path bucket tip)的示图。

具体实施方式

本发明一般涉及在升高的温度可以具有增强的抗氧化性的钎焊合金组合物