Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов Советский патент 1992 года по МПК B23K35/32 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для пайки жаропрочных никелевых сплавов.

Известеч припой следующего состава, мас.%: Ni 15-70; Сг 0-30; Zr (или смесь Zr.Ti.V) 0-25-5; Au,Pd или их смесь 25-85.

Даже при максимальном содержании циркония температура плавления сплавов системы Ni-Cr-Zr превышает допустимую температуру нагрева литейных жаропрочных никелевых сплавов типа ЖС6У-1220°С. Поэтому дальнейшее снижение температуры плавления осуществляется за счет введения в состав припоя золота, палладия или их смеси. В результате стоимость сплава резко возрастает.

Известен также припои, содержащий, мас.%: Ni 54,1-59; Сг 14,6-16,0; Со 9,4- 11,8; TI 5,4-6,2; AI 0,5-2,2; W 0-2,0; Мо 3,2-4,5; Zr 1,6-9,5. Припой соответствует составу ликвационных участков никелевого сплава Rene-80. Температура ликвидус данного припоя (Ni 56,6; Сг 15,28; Со 10,62; TI 5,82; AI 1,34; W 0,97; Мо 3,8; Zr 5,55)

очень высока - 1220°С, поэтому припой дополнительно легируется бором. Это ведет к резкому охрупчиванию паяных соединений и требует проведения после пайки длительной термообработки для удаления бора из области паяного шва путем его диффузии в основной материал.

В качестве прототипа выбран припой следующего состава, мас.%: Ni; Zr 8,1- 22,0; Сг 4,5-10,0; Мо 0,8-4,8; Со 10.5-16,5: AI 0,6-2,2; Ti 1,6-3,6; V 0-0,6. Он соответствует ликвационным участкам сплава Rene-100.

Сплав состава: Ni: Cr7,5; Со 13.5; Ti 2,6 AI 1,4; Zr 12,1: Мо 2,8; V 0.4 - является эвтектическим с температурой плавления 1190°С К ею недостаткам следует отнести то, что при растекании по подложке из сплава ЖС6У в интервале температур 1190- 1220°С припой имеет относительно большие равновесные краевые углы смачивания, поэтому пайку следует вести при пре- дельно высоких для данного класса соединяемых материалов температурах 1215-1220°С.

(Л

С

2

со

XI XI

:СО

Цель изобретения - понижение температуры пайки и улучшение смачивания припоем поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

Поставленная цель достигается за счет изменения состава припоя, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Zr14,0-15,1

Сг12,5-30,0

NiОснова

Никель является основой высокотемпературных припоев для пайки жаропрочных никелевых сплавов, обеспечивая однородность структуры паяных соединений и их высокие прочностные свойства.

Цирконий является основным депрессантом, снижающим температуру плавления припоя, обеспечивающим его высокую активность и жидкотекучесть. При содержа- нии циркония менее 14,0% резко увеличивается температура ликвидус припоя. При содержании циркония более 15,1% повышаются хрупкость и температура ликвидус сплавов.

Хром понижает температуру солидус припоя, повышает его жидкотекучесть и жаростойкость. По сравнению со сплавами двойной системы Ni-Zr заметное снижение температуры солидус достигается при со- держании хрома более 12,5%. При содержании хрома более 30% возрастает хрупкость припоя.

В таблице представлены составы предлагаемого припоя и припоя-прототипа, а также их технологические характеристики.

Все предлагаемые припои являются сплавами эвтектического типа и имеют в своем составе 85-95% эвтектики и 5-15% твердого раствора или интерметаллида. По- этому процесс растекания припоев по поверхности сплава ЖС6У имеет место при

температурах более низких, чем температура ликвидус данных сплавов.

Наименьшие равновесные краевые углы смачивания Ор в диапазоне температур 1180-1220°С имеет сплав № 1. Сплавы N: 2-5 также лучше растекаются по поверхности сплава ЖС6У, чем припой- прототип. Благодаря этому температура пайки предлагаемым припоем меньше, чем припоем-прототипом, и составляет 1200+10°С.

Пример. Припой был применен при восстановлении толщины стенок лопаток турбины ГТД после эксплуатации. Материал лопаток - ЖС6У. Припой наносился на дефектное место, ограниченное от остальной поверхности детали стоп-пастой. Пайка проводилась в вакууме Па при температуре 1200+10°С и выдержке 5 мин. Припой хорошо растекался и обслуживал дефектное место, эрозии и подрезов основного материала фи этом не наблюдалось.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемого припоя по сравнению с припоем-прототипом являются: более низкая температура пайки; более низкие равновесные краевые углы смачивания при растекании по поверхности жаропрочных никелевых сплавов

Формула изрбоетения Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий никель, хром, цирконий, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры пайки и улучшения растекания припоя по поверхности жаропрочных никелевых сплавов, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Цирконий14,0-15,1

Хром12,5-30,0

НикельОснова.

Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас.%: цирконий 14-15,1; хром 12,5-30; никель - остальное. 1 табл.