[发明专利]非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料真空钎焊TiAl基合金的钎焊工艺

权利要求书

1.一种非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料真空钎焊TiAl基合金的钎焊工艺，其特征在于，在钎焊前，将制备的非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料和TiAl基合金待焊试样在石油醚溶液、乙醇溶液中依次进行超声波清洗各10-30min，以去除表面杂质，取出吹干，并按TiAl基合金/钎料/TiAl基合金的顺序装配于钎焊夹具中，放入真空炉中进行钎焊；依照880℃-1030℃、0-120min、母材表面粗糙度Ra：1.5μm-1μm、钎料面积：5cm×5cm-6cm×6cm、钎料厚度：35μm-40μm的钎焊工艺进行钎焊，钎焊过程真空度不低于5×10^-3Pa，当钎焊过程结束后，炉温冷却至室温时，从真空炉中取出钎焊试样，以防止试样在高温时发生氧化；

采用如下钎焊工艺之一：

（1）以10℃/min-15℃/min的升温速率将试样加热至800℃，保温10min钟后，以15℃/min-20℃/min的升温速率加热至钎焊温度，钎焊温度为880℃-955℃、保温时间为0-60min；

（2）以10℃/min-15℃/min的升温速率将试样加热至800℃，保温10min钟后，以15℃/min-20℃/min的升温速率加热至钎焊温度，钎焊温度为880℃-955℃、保温时间为60-120min；

（3）以10℃/min-15℃/min的升温速率将试样加热至800℃，保温10min钟后，以15℃/min-20℃/min的升温速率加热至钎焊温度，钎焊温度为955℃-1030℃、保温时间为0-60min；

（4）以10℃/min-15℃/min的升温速率将试样加热至800℃，保温10min钟后，以15℃/min-20℃/min的升温速率加热至钎焊温度，钎焊温度为955℃-1030℃、保温时间为60-120min；

非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料采用如下之一的成分和含量：

（1）钎料按重量百分比Zr：25.0%-30.0%；Cu：10%-15%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（2）钎料按重量百分比Zr：25.0%-30.0%；Cu：10%-15%、Ni：15%-20%；其余为Ti；

（3）钎料按重量百分比Zr：25.0%-30.0%；Cu：15%-20%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（4）钎料按重量百分比Zr：25.0%-30.0%；Cu：15%-20%、Ni：15%-20%；其余为Ti；

（5）钎料按重量百分比Zr：30.0%-35.0%；Cu：10%-15%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（6）钎料按重量百分比Zr：30.0%-35.0%；Cu：10%-15%、Ni：15%-20%；其余为Ti；

（7）钎料按重量百分比Zr：30.0%-35.0%；Cu：15%-20%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（8）钎料按重量百分比Zr：30.0%-35.0%；Cu：15%-20%、Ni：15%-20%；其余为Ti；

（9）钎料按重量百分比Zr：35.0%-40.0%；Cu：10%-15%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（10）钎料按重量百分比Zr：35.0%-40.0%；Cu：10%-15%、Ni：15%-20%；其余为Ti；

（11）钎料按重量百分比Zr：35.0%-40.0%；Cu：15%-20%、Ni：10%-15%；其余为Ti；

（12）钎料按重量百分比Zr：35.0%-40.0%；Cu：15%-20%、Ni：15%-20%；其余为Ti。

2.按照权利要求1所述的非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料真空钎焊TiAl基合金的钎焊工艺，其特征在于，非晶态Ti-Zr-Cu-Ni钎料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将配比计算好的海绵钛、高纯的单质锆、镍、和铜元素依次装入熔炼炉内，在真空电弧熔炼炉中熔炼成钎料母合金锭，在熔炼时，向真空室内充入氩气，进一步减少熔炼过程中的氧化、烧损和挥发，在熔炼过程中，电弧加载电流不超过 500 A，当钎料合金充分熔化后，使用电磁搅拌使得钎料混合充分；将凝固后的钎料进行至少十次重熔，以保证钎料的混合均匀，为了防止成分偏析，确保钎料成分的均匀性，将熔炼后的钎料母合金锭在真空热处理炉中进行8-12 h的退火处理；

（2）将通过上述方法制得的钎料母合金锭粉碎，装入甩带机石英管内；石英管喷口尺寸为：长度为a＝6-8 mm，宽度b＝0.05-0.1 mm；

（3）将石英管装夹在感应加热线圈中，并调整喷口至铜单辊表面距离为0.2-0.3 mm，确保喷射时形成稳流状态；

（4）采用机械泵抽真空至1.5×10^-1Pa以上，分子泵抽高真空至3×10^-3Pa以上，然后腔体充满高纯Ar气；

（5）开启高频电源，将钎料母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体0.5-2分钟；

（6）开启电机，选用铜辊直径为220-240 mm，铜辊宽度为30-50 mm，并调整铜辊转速；

（7）将Ar气压力调至0.1-0.3MPa，用高压氩气将石英玻璃管内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属由于受到急冷而成箔带状，从而得到非晶态薄带钎料，且表面光洁，两侧平整。