[发明专利]一种含有硼烯的高强度镍基钎料及其熔炼方法

说明书

本发明公开了一种含有硼烯的高强度镍基钎料，是由镍60~160份，钯16~29份，镀金属硼烯6~15份，铷2.5~9.0份，铜2~16份，碳1~3.5份，铬1.2~4.5份，微量元素0.1~0.3份熔炼而成：首先采用真空冶炼炉将镀金属硼烯与50~65%的镍熔炼，得到镍/硼烯合金材料A1；其次将铬、钯、铜、25~30%的镍在真空冶炼炉中熔炼，得到A2合金；然后将铷、微量元素、碳与剩余的镍在真空冶炼炉中熔炼，得到A3合金；将合金材料A1熔化后依次加入A2合金、A3合金，得到的熔融态镍基合金按常规方法加工后得到丝状或带状镍基钎料。本发明研制开发的含硼烯的镍基钎料，无毒无害、绿色环保，熔化温度适中、润湿性好，强度高。

技术领域

本发明涉及钎焊材料，尤其是涉及一种含有硼烯的高强度镍基钎料，本发明还涉及该镍基钎料的熔炼方法。

背景技术

镍基钎料是以镍为基体主元，并添加能降低其熔点（1452℃）及提高热强度的元素组成。镍基钎料具有优良的耐蚀性、耐热性，钎焊接头可承受的工作温度高达1000℃，常用于不锈钢、镍合金、钴合金等的钎焊。

由于镍钎料不含有Ag、Cd、Zn或其他高蒸气压元素，即镍基钎料的蒸气压很低，故其特别适用于真空系统和真空管的钎焊，在蜂窝结构、薄壁构件、大静力结构、核反应堆等领域广泛应用。

中国专利《耐蚀性优异的镍钎料》（ZL201580000285.1）公开了一种镍钎料，其熔化温度低于1000℃，且对酸具备一定的耐蚀性，但在对高温（高于1000℃）、受高外力（800 MPa以上）、大静力结构件的材料进行钎焊时，该专利公开的镍钎料则具有很大的局限性。而且目前国内外对有关熔化温度高于1000℃、抗拉或抗弯强度高于800MPa的镍基钎料的研究还很少涉及。

“新材料之王”硼烯是目前最薄、强度最高，且导热性最好的一种新型二维材料。将硼烯用于镍基高温钎料领域，则有望克服现有镍基合金钎料强度低、抗高温能力差的不足，进而开发出一种新型的高强度镍基钎料。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术所存在的不足而提供的一种力学性能优异的含有硼烯的高强度镍基钎料，本发明还提供该镍基钎料的熔炼方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的含有硼烯的高强度镍基钎料，是由原料镍、钯、镀金属硼烯、铷、铜、碳、铬和微量元素按下述重量份配比熔炼而成：

镍60~160份，钯16~29份，镀金属硼烯6~15份，铷2.5~9.0份，铜2~16份，碳1~3.5份，铬1.2~4.5份，微量元素0.1~0.3份。

所述镀金属硼烯为镀镍硼烯或镀铜硼烯。

所述镀镍硼烯中硼烯与镍的比例为1：10.5~11.5。

所述微量元素由钇、镁、锗、镨、磷中的任意两种或三种组成，也可采用其他如稀土元素（铈、镧）、镓、铟、锡、钴、锰、硅、硼等。

本发明含有硼烯的高强度镍基钎料的熔炼方法为：

首先采用真空冶炼炉将镀金属硼烯与50~65%的镍（或镍合金）熔炼，得到镍/石墨烯合金材料A1；其次将铬、钯、铜、25~30%的镍（或镍合金）在真空冶炼炉中熔炼，得到A2合金；然后将铷、微量元素、碳与剩余的镍（或镍合金）在真空冶炼炉中熔炼，得到A3合金；

将合金材料A1熔化后依次加入A2合金、A3合金，得到熔融态的镍基合金，将熔融态的镍基合金按常规方法加工后得到丝状或带状镍基钎料。

实际熔炼时，所述镍或镍合金在合金A1、合金A2和合金A3中所占的比例分别为57%、27%和16%左右，当然也可以在本发明公开的范围内进行合理调整。