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作者: 時間:2016-07-14 08:32:24 瀏覽數(shù):12861
根據(jù)不銹鋼焊件的用途、釬焊溫度、接頭性能及造價的不同,可用于不銹鋼的硬釬料有銀基釬料、銀基釬料、錳基釬料、鎳基釬料及貴金屬釬料等。
1.銀基釬料
銀基釬料是釬焊不銹鋼最常用的釬料,其中銀銅鋅及銀銅鋅鎘釬焊應(yīng)用最廣。由于銀銅鋅及銀銅鋅鎘釬焊溫度不太高,因而對母材的性能影響不大。這些釬料在釬焊溫度下,容易引起晶界析出碳化物,但由于1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Nb不銹鋼含鈦、鈮穩(wěn)定劑,則可避免出現(xiàn)晶間腐蝕。銀基釬料1Cr18Ni9Ti的接頭力學(xué)性能見表2-10。
表2-10 銀基釬料釬焊1Cr18Ni9Ti的接頭力學(xué)性能 MPa
| 型號 | 釬料強(qiáng)度 | 接頭抗拉強(qiáng)度 | 接頭抗剪強(qiáng)度 |
| BCu53ZnAg | 451 | 386 | 198 |
| BCu40ZnAg | 353 | 343 | 190 |
| BAg45CuZn | 386 | 394 | 198 |
| BAg50CuZn | 343 | 375 | 201 |
| BAg50CdZnCu | 392 | 375 | 205 |
釬焊不含鎳的不銹鋼時,接頭在潮濕空氣中會發(fā)生縫隙腐蝕。為了防止這種現(xiàn)象,應(yīng)采用含鎳較多的釬料,如B-Ag50CuZnCdNi。釬焊馬氏體不銹鋼時,為了保證母材不發(fā)生退火軟化現(xiàn)象,須在不高于650℃的溫度下進(jìn)行釬焊,此時可選用B-Ag40CuZnCd釬料。在保護(hù)氣氛中釬焊不銹鋼時,可以采用含鋰的自釬劑釬料,如B-Ag92CuLi、B- Ag72CuLi和B- Ag72CuNiLi等。真空釬焊不銹鋼時,要求釬料不含易蒸發(fā)的鋅、鎘等元素,但因銅共晶釬料B-Ag72Cu的潤濕性不好,這時可選用含錳、鎳、鈀等元素的銀釬料。
一般銀基釬料的不銹鋼接頭,其使用溫度不宜超過300℃,因為超過300℃以后,釬焊接頭強(qiáng)度急劇下降。若要求提高工作溫度,可選用B-Ag49CuZnMnNi釬料,但此釬料在高于480℃后,抗氧化性能急劇下降。銀基釬料常以棒狀、絲狀、片狀及箔狀供貨選用。
2.銅基釬料
純銅釬料主要用于不銹鋼釬焊,銅基釬料主要有純銅、銅鎳及銅錳鈷釬料等。
純銅釬料主要用于氣體保護(hù)下釬焊1Cr18Ni9Ti。當(dāng)用于真空釬焊時,釬焊時間要短,或充以部分氮?dú)猓苑楞~的蒸發(fā)。另外,純屬銅釬料用于保護(hù)氣氛或真空釬焊時,搞氧化性不好,所以釬焊接頭的工作溫度不宜超過400℃
用黃銅釬料釬焊不銹鋼時,容易使不銹鋼產(chǎn)生“白裂”現(xiàn)象,建議少用。銅磷釬料與不銹鋼能產(chǎn)生脆性界面層,所以不適用于不銹鋼的釬焊。
對于在較高溫度下工作的焊件,可以用高溫銅基釬料。用兩種高溫銅基釬料釬焊1Cr18Ni9Ti不銹鋼搭接接頭的性能見表2-11。
高溫銅基釬料釬焊1Cr18Ni9Ti不銹鋼搭接接頭的性能
釬料型號 | 接頭抗剪強(qiáng)度/MPa | |||
| 20℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | |
| B-Cu68NiSi(B) | 324-339 | 186-216 | - | 154-182 |
| B-Cu69MnCuSi(B) | 241-298 | - | 139-153 | 139-152 |
銅鎳釬料如B-Cu68NiSi主要用于火焰釬焊、感應(yīng)釬焊等方法。爐中釬焊時,由于釬焊溫度高(約1200℃),會使不銹鋼晶粒明顯長大,如晶粒由釬焊前的7-8級,變成釬焊后的3-4級,為了避免近縫區(qū)晶粒的過度長大,最好不進(jìn)行重復(fù)補(bǔ)焊。
銅錳鈷釬料主要用于保護(hù)氣氛馬氏體不銹鋼。采用8Cu58MnCo釬焊馬氏體不銹鋼,它的996℃的釬焊溫度,正好與大多數(shù)馬氏體不銹鋼的淬火溫度適應(yīng)。用這種釬料釬焊1Cr13不銹鋼的接頭抗剪強(qiáng)度見表2-12.為便于比較,同時列出了用B-Au82Ni釬料和B-Ag76CuPbQQ釬料1Cr13不銹鋼接頭的抗剪強(qiáng)度。
表 2-12 釬焊1Cr13不銹鋼接頭的抗剪強(qiáng)度
釬料型號 | 接頭抗剪強(qiáng)度/MPa | |||
| 20℃ | 427℃ | 538℃ | 649℃ | |
| B-Cu68MnCo | 415 | 317 | 221 | 104 |
| B-Au82Ni | 441 | 276 | 217 | 149 |
| B-Ag76CuPb | 299 | 207 | 141 | 100 |
表-212表明:在538℃溫度下,用B-Cu58MnCo釬料釬焊的1Cr13不銹鋼接頭的強(qiáng)度,與用B-Au82Ni釬料釬焊的相近,比用B-Ag76CuPb釬料釬焊的高。釬焊接頭在靜止空氣中的抗氧化試驗結(jié)果表明:B-Cu58MnCo釬料的工作溫度可以達(dá)用538℃,B-Au82Ni釬料的工作溫度超過649℃,而B-Ag76CuPb釬料的最高工作溫度必須限制在427℃。銅基釬料通常制成棒狀、絲狀及片狀供貨。
3.錳基釬料
主要用于氣體保護(hù)釬焊,要求氣體的純度較高。它們不適用于火焰和真空釬焊。由于錳基釬料的熔點(diǎn)較高,為了避免母材的晶粒長大,應(yīng)盡量選擇釬焊溫度低于1150℃的相應(yīng)釬料。
用錳基釬料釬焊不銹鋼可以獲得滿意的釬燭效果。表2-13列出部分錳基釬料釬焊1Cr18Ni9Ti不銹鋼接頭的性能。
表2-13 部分錳基釬料釬焊1Cr18Ni9Ti不銹鋼接頭的性能
釬料型號 | 接頭抗剪強(qiáng)度/MPa | |||||
| 20 | 300 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
| B-Mn70NiCr | 323 | - | - | - | - | - |
| B-Mn40NiCrCoFe | 248 | 255 | 216 | 152 | 157 | 108 |
| B-Mn70NiCo | 325 | - | 253 | 160 | - | 103 |
| B-Mn50NiCuCrCo | 353 | 294 | 225 | 137 | - | 69 |
| B-Mn5NiCuCr | 366 | 270 | - | 127 | - | 67 |
Mn-Ni-CoB釬料中因含硼面降低了釬料溶點(diǎn)并且改善了釬料的鋪展性。用這種釬料釬焊1Cr18Ni9Ti不銹鋼接頭的抗拉強(qiáng)度,與B-CU68NiSi(B)釬料釬焊相近,但晶間滲入深度小。
4.鎳基釬料
鎳基釬料釬焊不銹鋼,可以得到最好的溫度性能。用鎳基釬料釬焊時,裝配間隙的大小對接頭的強(qiáng)度及塑性有很大的影響,間隙小則性能好。以鎳基釬料B-Ni74CrSiFeB(C)、 B-Ni74CrSi、1Cr13和1Cr18Ni11Bb不銹鋼為例,當(dāng)接頭間隙極小時,以這兩種釬料釬焊的接頭的抗拉強(qiáng)度基本相同,并與母材等強(qiáng)度,塑性也較好;當(dāng)間隙增大至0.05mim時,接頭的強(qiáng)度和塑性已趨于零。究其原因,鎳基釬料由于熔點(diǎn)的要求,常含有較多的硼、硅、碳、使釬料由很多非金屬脆性化合物組成。
釬焊過程中,釬料中的硼、硅、碳等元素向不銹鋼擴(kuò)散,形成復(fù)雜的帶有脆性的化合物。當(dāng)間隙極小時,釬縫中這些元素的含量少,擴(kuò)散距離短,因此在釬焊時間內(nèi)得以全部擴(kuò)散,使釬縫組織變?yōu)殂t在鎳中的固溶體;間隙大時,釬縫中的硼、硅或碳含量增多,擴(kuò)散距離也增大,這些元素來不及向母材全部擴(kuò)散,因此釬縫中間留下連續(xù)的脆性層,接頭的強(qiáng)度和塑性急劇下降。
由于碳和硼的原子直徑小,并且容易全部擴(kuò)散掉;硅的原子直徑大,主要向晶內(nèi)擴(kuò)散,擴(kuò)散速度慢,所以用硅含量高的B-Ni71CrSi釬料釬焊的不銹鋼,更容易出現(xiàn)連續(xù)的胞性相層,以致B-Ni71CrSi釬料對間隙影響更為明顯,在正常釬焊范圍內(nèi)不大于10μm。因此釬料釬焊時,裝配間隙要小。
5.貴金屬釬料
在金鎳釬料中,典型的B-Au82Ni。在銀銅鈀釬料中,以B-Ag54CuPd釬料釬焊的撓接頭性能最好,應(yīng)用較廣。
B-Au82Ni釬料的釬焊溫度合適,釬焊1Cr18Ni11Nb不銹鋼,不會發(fā)生晶粒長大現(xiàn)象;釬焊馬氏體不銹鋼,可使淬火和釬焊過程結(jié)合起來。另外,此釬料對間隙大小不敏感。用它釬焊1Cr18Ni11Nb不銹鋼,在0-0.15mm間隙范圍內(nèi),接頭強(qiáng)度基本不變,接頭抗拉強(qiáng)度基本上與母材相等,接頭的抗氧化能力在817℃以下都很好。另外,釬料沒有向不銹鋼晶間滲入的現(xiàn)象,對母材的溶蝕也不大,可以釬焊薄件。但它的價格昂貴,現(xiàn)已被其他釬料逐步取代,如B-Ag54CuPd、B-Cu58MnCo等釬料。
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