铜焊材料.pdf
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1、10申请公布号CN104308392A43申请公布日20150128CN104308392A21申请号201410440864522申请日200711140602467320061117SE200780042516020071114B23K35/32200601B23K1/19200601F28D9/0020060171申请人阿尔法拉瓦尔股份有限公司地址瑞典隆德72发明人P索丁74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人林毅斌杨思捷54发明名称铜焊材料57摘要本发明涉及铜焊材料,其包括基本包含以下成分的合金1530WT的铬CR、0150WT的锰MN、920WT的镍NI、040WT的。
2、钼MO、010WT的氮N、1070WT的硅SI、002WT的硼B、1070WT的磷P和任选地各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金余量为铁,和少量不可避免的杂质元素;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度。本发明还涉及铜焊方法以及用所述铜焊材料铜焊的产品。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书3页说明书8页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书8页附图1页10申请公布号CN104308392ACN104308392A1/3页21铁基铜焊材料,其包括基本由以下成分组成的铁基合金I。
3、1530WT的铬CR;II0150WT的锰MN;III9020WT的镍NI;IV0535WT的钼MO;V010WT的氮N;VI1070WT的硅SI;VII002WT的硼B;VIII1070WT的磷P;任选的,各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金的余量为铁,和少量不可避免的杂质元素,所述杂质元素为碳C、氧O和硫S中的任一种;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度,其中合金的固相线温度和液相线温度在75的范围内。2权利要求1的铜焊材料,其中所述磷的含量在3555WT的范围内。3权利要求1或2的铜焊材料,其中铬的含量在约18约26WT的。
4、范围内。4权利要求13中任一项的铜焊材料,其中所述硅的含量在约20约60WT的范围内、硼含量在约0约01WT的范围内或磷含量在约40约55WT的范围内,或其组合。5权利要求14中任一项的铜焊材料,其中所述硅含量在约25约60WT的范围内。6权利要求1的铁基铜焊材料,其包括基本由以下成分组成的铁基合金1618WT的铬CR;1520WT的锰MN;1117WT的镍NI;1525WT的钼MO;010WT的氮N;3050WT的硅SI;002WT的硼B;4055WT的磷P;任选的,各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金的余量为铁,和少量不可避。
5、免的杂质元素,所述杂质元素为碳C和氧O中的任一种;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度,其中合金的固相线温度和液相线温度在75的范围内。7权利要求16中任一项的铜焊材料,其中所述合金通过气体雾化、水雾化或熔纺制造。8权利要求17中任一项的铜焊材料,其中所述合金的固相线温度和液相线温度在50的范围内。9糊剂,所述糊剂包括权利要求18中任一项所述的铁基铜焊材料和水性粘结剂体系或有机粘结剂体系,所述粘结剂体系为水基的、油基的或其组合,其中所述油基粘结剂可以为聚合物如聚甲基丙烯酸酯、生物聚合物如纤维素衍生物、淀粉、蜡或其组合。10不锈钢制品的铜焊方法,所述方法包括以下步骤权利要求书CN10430839。
6、2A2/3页3步骤I将权利要求18中任一项所述的铜焊材料施加到不锈钢部件上;步骤II任选地组装所述部件;步骤III在非氧化气氛、还原气氛、真空或其组合中,将来自步骤I或步骤II的所述部件加热到至少250的温度至少10分钟,然后将所述部件加热到低于1080的温度至少10分钟,然后将所述部件加热到低于约1200的温度至少5分钟;和任选的步骤IV重复步骤I、步骤II和步骤III中的一或多个步骤。11权利要求10的铜焊方法,其中在非氧化气氛、还原气氛、真空或其组合中将步骤III中的部件加热到至少250的温度至少10分钟,接着将所述部件加热到低于1080的温度至少30分钟,然后将所述部件加热到高于大约1。
7、100的温度少于720分钟;并随后冷却所述部件。12权利要求10或11的方法,其中在铜焊之后的残余合金少于步骤1中所施加合金的50。13一种经铜焊的换热器,所述换热器包括至少三个换热板的板堆,其中所述板堆被采用包括基本由以下成分组成的铁基合金的铜焊材料铜焊在一起I1530WT的铬CR;II0150WT的锰MN;III9020WT的镍NI;IV0535WT的钼MO;V010WT的氮N;VI1070WT的硅SI;VII002WT的硼B;VIII1070WT的磷P;任选的,各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金的余量为铁,和少量不可避免。
8、的杂质元素,所述杂质元素为碳C、氧O和硫S中的任一种;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度,其中合金的固相线温度和液相线温度在75的范围内,且其中所述铜焊材料在被铜焊之前被施加到所述板上。14权利要求13的经铜焊的换热器,其中在铜焊之后合金位于一或多个铜焊接头中,且表面上以残余物形式留下的铜焊填料少于01MM。15权利要求13或14的经铜焊的换热器,其中所述磷在所述铜焊材料中的含量在3555WT的范围内。16权利要求1315中任一项的经铜焊的换热器,其中所述铬在所述铜焊材料中的含量在约18约26WT的范围内。17权利要求1316中任一项的经铜焊的换热器,其中在所述铜焊材料中,所述硅的含量在约2。
9、0约60WT的范围内、硼含量在约0约01WT的范围内或磷含量在约40约55WT的范围内,或其组合。18权利要求1317中任意一项的经铜焊的换热器,其中所述硅含量在约25约60WT的范围内。19权利要求1318中任一项的经铜焊的换热器,其中所述合金通过气体雾化、水雾化权利要求书CN104308392A3/3页4或熔纺制造。20权利要求1319中任一项的经铜焊的换热器,其中所述合金的固相线温度和液相线温度在50的范围内。21权利要求1320中任一项的经铜焊的换热器,其中所述铜焊材料包括基本由以下成分组成的铁基合金1618WT的铬CR;1520WT的锰MN;1117WT的镍NI;1525WT的钼MO。
10、;010WT的氮N;3050WT的硅SI;002WT的硼B;4055WT的磷P;任选的,各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金的余量为铁,和少量不可避免的杂质元素,所述杂质元素为碳C和氧O中的任一种;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度,其中合金的固相线温度和液相线温度在75的范围内。权利要求书CN104308392A1/8页5铜焊材料0001本申请是以下申请的分案申请申请日2007年11月14日;申请号2007800425160PCT/SE2007/001011;发明名称“铜焊材料”的分案申请。0002本发明涉及铜焊材料BRAZ。
11、INGMATERIAL、铜焊方法以及用所述铜焊材料铜焊的产品。发明内容0003不同钢材或铁基合金材料的物体一般通过铜焊BRAZING或锡焊SOLDERING用镍基或铜基的铜焊材料来组装。在下文中将使用术语铜焊,但应当清楚,此术语还包括锡焊。铜焊是连接金属部件的工艺,不过其也可用于密封或涂覆物体。铜焊温度低于基体材料的原始固相线温度。在对材料进行铜焊的过程中,铜焊材料在该热处理期间被完全或部分地熔融。0004传统的对铁基材料的铜焊是用镍基或铜基铜焊材料进行的,由于例如电极电势的差异这些铜焊材料可能会导致腐蚀。当铜焊的物体被暴露于化学侵蚀性环境时,此腐蚀问题将更严重。由于司法原因,在许多食品应用中。
12、镍基或铜基铜焊材料的使用也会受到限制。0005涂料或铜焊材料的熔融温度范围是一个问题。在选择铜焊材料或涂料时,考虑的事项基于合金和基体材料的固相线或液相线温度。近来,为铜焊传统的不锈钢物体,人们开发了铁基铜焊材料。这些铁基铜焊材料效果很好,但当铜焊的温度范围很宽时,就会有在获得的产品中产生缺陷的危险。纯元素具有明确的熔点,但在每一限定的合金中合金含有许多不同的元素,因此往往具有很宽的熔融区间。0006因此根据本发明人们将试图使铜焊接头仅包含少部分的脆性相。已经脆性相的量会对疲劳强度产生负面影响。脆性相的量尤其取决于接头间隙、板的厚度、铜焊材料的量、铜焊材料如何施加以及铜焊过程中时间温度关系。0。
13、007在开发铜焊材料时,有许多重要的性质。其中之一是铜焊温度。高的铜焊温度往往与高机械强度或其它对铜焊接头有重要意义的性质相关联,但也有一些不利。高温可能会降低基体材料的性能,例如通过晶粒生长、在材料中形成相、通过元素从铜焊填料到基体材料的扩散而导致铜焊填料对基体材料的巨大影响以及基体材料性能的其它变化来体现。高温还可能提高基体材料腐蚀的危险。高温还会带来费用的问题,因为需要更多的能量输入和更昂贵的炉子。高温对炉子的损耗也更大,这会增加费用。在开发FE基铜焊材料时正常的方式是使用SI和/或B作为熔点降低剂。硼对熔点有很大影响但也有许多缺点,比如说它很容易形成硼化铬。因此,很重要的一点是不要使用。
14、过多的硼。硼化铬的形成降低基体材料中的铬含量,这又会例如降低基体材料的耐腐蚀性及其它性能。因此,当铬为合金的元素之一时,通常最好不使用硼或仅使用极少量的硼。也使用硅来降低熔点,但硅本身作为熔点降低剂并不具有例如B那样大的影响。因此如果仅使用硅作为熔点降低剂,则用量必须极大。硅可能还会形成硅化物,因此大的用量可能会有问题。另一种可被用作熔点降低剂的元素是磷。如果仅铜焊温度有重要意义则磷可能是一种好的选择,因为它对熔点有很大的影响。然而,具有大量P的铜焊接头一般非常脆并由此强度很低。磷还可能形成磷化说明书CN104308392A2/8页6物,比如铁磷化物,它们很脆并降低铜焊填料和基体材料的强度。令。
15、人惊讶地,当用新型的含SI和P的混合物进行合金化时,人们发现了新型的铁基铜焊填料,它具有低熔融区间却不具有或仅有很小的来自SI和P添加剂的负面影响。所述合金还具有另一个惊人的有利性能,即窄熔融区间,这在铜焊时是非常有利的。其原因是最好铜焊填料中的全部元素都应当大致同时熔融。另一个有利性能是本发明的填料很好地润湿表面且具有极好的流动能力。0008因此,本发明涉及铁基铜焊材料,其包括合金,所述合金基本含有1530重量百分比,下文中记作WT,的铬CR、050WT的锰MN、930WT的镍NI、040WT的钼MO、010WT的氮N、1070WT的硅SI、002WT的硼B、1070WT的磷P和任选地各自含。
16、量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金的余量为铁,和少量不可避免的杂质元素;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度。0009根据本发明的一个可选方面,所述选自碳C、钒V、钛TI、钨W、铝AL、铌NB、铪HF和钽TA的元素中的任何一种含量可以在约015WT的范围内。0010根据本发明的一个可选方面,所述杂质元素为碳C、氧O和硫S中的任何一种。根据另一备选方案,所述合金中可以存在锰且锰含量在0150WT的范围内。根据另一备选方案,所述合金中可以存在锰且锰含量在0145的范围内。根据本发明的又一备选方案,所述合金可以含有约18约26WT的铬或约。
17、90约20WT的镍或约05约35WT的钼,或其组合。根据另一备选方案,所述合金可以含有约90约180WT的镍。根据又一备选方案,所述合金可以含有约20约60WT的硅或约0约01WT的硼或约20约60WT的磷,或其组合。0011根据另一备选方案,所述合金可以含有约25约60WT的硅和约35约60WT的磷。0012根据另一备选方案,所述铜焊材料可以包括基本含有以下成分的合金1618WT的铬CR;1520WT的锰MN;1117WT的镍NI;1525WT的钼MO;010WT的氮N;3050WT的硅SI;002WT的硼B;4055WT的磷P;任选的各自含量为0025WT的选自钒V、钛TI、钨W、铝AL、。
18、铌NB、铪HF和钽TA的一或多种元素;所述合金余量为铁,和少量不可避免的杂质元素;且其中SI和P的含量有效降低熔融温度。0013所述合金可以通过气体雾化或水雾化或熔纺来制造。0014如上所述,铜焊温度优选地低于待铜焊部件的材料的原始固相线温度。铜焊循环既涉及铜焊材料的熔融又涉及铜焊材料的凝固。对于极特殊的材料来说熔融温度和凝固温度可能相同,但通常情况是材料在熔融温度范围之内熔融而在另一凝固温度范围之内凝固。固相线状态与液相线状态之间的温度范围在此定义为固相线状态与液相线状态之间的温差,用来计量。本发明的铜焊材料由此具有位于固相线状态与液相线状态之间的温度范围,其根据本发明的一个可选方面可以在2。
19、00的温度范围内。根据另一备选方案,所述合金可以具有在150温度范围内的固相线温度和液相线温度。根据另一备选方案,所述合金可以具有在100温度范围内的固相线温度和液相线温度。根据本发明的另一可选方面,所述合金可以具有在75范围内的固相线温度和液相线温度。根据本发明的另一可选方面,所述合金可以具有在50范围内的固相线温度和液相线温度。说明书CN104308392A3/8页70015根据本发明的又一可选方面,所述铁基铜焊材料可被制成糊剂。本发明的铁基铜焊糊剂可以包括所述铁基铜焊材料和水性粘结剂体系或有机粘结剂体系。所述粘结剂体系可以包括溶剂,所述溶剂可以为亲水性的或疏水性的,即水基的或油基的。油基。
20、粘结剂可以为聚合物,比如特别是聚甲基丙烯酸酯,可以为生物聚合物如纤维素衍生物、淀粉、蜡等。根据一个备选方案,本发明的铁基铜焊糊剂可以包括所述铁基铜焊材料和基于诸如水、油或其组合的溶剂的水性粘结剂体系或有机粘结剂体系。糊剂中所含的合金可以呈粉末、颗粒等形式。0016本发明还涉及不锈钢制品的铜焊方法,包括以下步骤步骤I将本发明的铜焊材料施加到不锈钢部件上;步骤II任选地组装所述部件;步骤III在非氧化气氛、还原气氛、真空或其组合中将来自步骤I或步骤II的所述部件加热到至少250的温度至少10分钟,然后再将所述部件加热到不到1080的温度至少10分钟,将所述部件加热到不到约1200的温度至少5分钟,。
21、然后冷却所述部件;和任选地步骤IV重复步骤I、步骤II和步骤III中的一或多个。不同的铜焊的产品需要不同的铜焊程序;某些产品可通过仅经历步骤I、步骤II和步骤III来铜焊,而其它产品可能更复杂,在步骤IV中说明了需要重复的步骤I、步骤II和步骤III中的一或多个步骤。0017根据本发明的一种备选方案,所述方法还可以包括在非氧化气氛、还原气氛、真空或其组合中将步骤III中的部件加热到至少250的温度至少10分钟,然后将所述部件加热到低于1080的温度至少30分钟,再将所述部件加热到高于约1100的温度不到720分钟,然后冷却所述部件。0018根据本发明的一种备选方案,所述在冷却所述部件之前将其加。
22、热到高于约1100的温度可以持续不到360分钟。根据本发明的另一备选方案,所述在冷却所述部件之前将其加热到高于约1100的温度可以持续不到180分钟。0019根据本发明的一种备选方案,所述方法还可以包括将步骤III中的部件在约1040约1190范围的温度铜焊不到30分钟。0020根据本发明的另一备选方案,所述方法还可以包括将步骤III中的部件在约1040约1190范围的温度铜焊不到20分钟。0021根据本发明的又一备选方案,所述方法还可以包括将步骤III中的部件在约1040约1190范围的温度铜焊至少1分钟。0022根据本发明的又一备选方案,所述方法还可以包括将步骤III中的部件在约1100约。
23、1180范围的温度铜焊至少1分钟。0023根据本发明的又一备选方案,所述方法还可以包括将步骤III中的部件预热到低于1050的温度,之后再将其加热到高于1100的温度至少5分钟。然后将所述部件在高于950的温度热处理至少累积20分钟,这可以在铜焊循环中进行,也可以在铜焊之后在例如第二热源中进行。0024根据另一备选方案,可以将铜焊材料以粉末形式通过例如喷漆枪、辊涂、刷涂、热喷涂如高速氧燃料HVOF等喷涂在待连接表面上,或者也可以用熔体涂覆表面、接头等等。0025铁基铜焊填充材料可以借助于毛细管力断路器CAPILLARYFORCEBREAKER施加到平坦表面或大表面上。毛细管力断路器可以呈凹槽、。
24、迹线、路径、通道、V形或U形轨道或说明书CN104308392A4/8页8通道等形式或呈网等形式。铁基铜焊填充材料可以施加到毛细管力断路器之中,即所述凹槽、迹线、路径、通道、V形或U形轨道、通道、网等之中,或者所述铜焊填充材料可以施加到毛细管力断路器附近。在加热过程中,施加的铁基铜焊填充材料将流向毛细管力可能被打断的区域并将彼此接近的表面铜焊在一起。由此,铜焊的区域在难以用其它方式均匀铜焊的平坦表面之间提供铜焊的、密封的或紧密的缝隙、接头等。毛细管力断路器还使得可以铜焊具有大缝隙的表面、异型的部件等。0026当把铜焊材料施加在与毛细管力断路器接近的两个部件之间时,流动的粘稠铜焊材料将停止流动并。
25、在毛细管力断路器的边缘凝固。反应器通道REACTORCHANNEL可以充当毛细管力断路器。对具有反应器通道的板施以铜焊材料,并将阻挡板之类的与所述反应器通道板接触放置。流动的铜焊材料将在反应器通道的边界处停止流动和凝固,其将把反应器板密封在阻挡板上而不会有凝固的铜焊材料填充反应器通道。0027铜焊材料能在两个邻接表面之间流多远在一定程度上取决于铜焊材料的凝固时间和所述表面之间的距离,以及铜焊材料的量。由于铜焊材料粘到每个待铜焊的表面上,所以表面之间的中间空间变小。由于在中间空间变小的同时铜焊材料凝固,使得铜焊材料更加难以在其间流动。要求量的铜焊材料被提供给待以上述或其它任何方式铜焊到一起的接触。
26、点。铜焊材料可以覆盖比接触接头点稍大的区域。接触接头点的直径可以为至少05MM。由于铜焊工艺是一种金属工艺,用于铜焊的各个表面都呈金属材料的形式,所以在铜焊工艺过程中铁基铜焊材料随着待铜焊到一起的邻接表面扩散。根据本发明的一个方面,在铜焊工艺过程中两个连接的表面之间的接头或接缝将多少会消失。铜焊焊缝连同金属部件的表面将变成一个整体,仅合金的材料组成有微小变化。0028在铜焊过程中,铜焊材料将通过毛细管力迁移到待通过铜焊连接的区域。本发明的铜焊材料具有良好的润湿能力和良好的流动能力,这将使得铜焊区域周围的残余合金很少。根据一个备选方案,铜焊之后残余合金在施加表面上的厚度将小于01MM。0029本。
27、发明还涉及通过本发明的方法获得的不锈钢制品。本发明进一步涉及铜焊的不锈钢制品,其包括至少一种不锈钢基体材料和铜焊的本发明的铜焊材料。0030根据一个可选方面,所述制品或部件可以选自反应器、分离器、柱、换热器,或用于化工厂、食品厂或汽车工业的设备。根据另一可选方面,所述物体可以为换热器、板式反应器或其组合。根据本发明的另一可选方面,所述铜焊的制品可以为用于分离器中的削皮盘PARINGDISC。根据一个可选方面,所述制品可以为铜焊的换热器板、铜焊的反应器板或其组合。0031当所述部件为换热器板时,所述板可以为端板、适配板、密封板、框架板等,并构成换热器系统。每个换热器板包括至少一个端口凹陷,当这些。
28、板被彼此叠置时所述端口凹陷一起构成端口通道的一部分。在换热器的板堆栈PLATESTACK或板堆PLATEPACK中,所述板被堆叠在一起。所述板包装PLATEPACKAGE包括位于所述板之间的许多通道,这些通道容纳大量介质。相邻通道中的介质以传统方式通过所述传热板进行温度传递。所述板可以包括边缘,所述边缘可以部分向下延伸和延伸到板堆栈中的相邻传热板的边缘部分之外。所述板的边缘密封在相邻传热板上从而在板之间可以形成通道。此通道可以允许介质流动,也可以关闭从而不发生流动且通道由此是空的。为强化所述板包装和端口区域,可以向所述板包装上安装适配板或端板。所述端板或适配板的表面可以是平坦的,从而表面之说明。
29、书CN104308392A5/8页9间的接触面可得到最大化。正如前面提到的那样,所述板上的各自端口凹陷重合,从而构成通道。在此端口通道里面,由此于两个板之间存在接头。为防止在此接头处发生渗漏,可以在板之间的端口区域周围施加铜焊材料。铜焊材料可放置在毛细管力断路器中或其附近,其中所述毛细管力断路器可以完全或部分绕板之间的端口区域延伸。在板包装中,可以在板的不同预设或预定部分上施加铜焊材料。在铜焊工艺过程中,所述铜焊材料变粘稠并将由于毛细管力的作用而从所述施加部分在板之间流出。向预定部位上施加铜焊材料的好处在于使得可以控制铜焊材料的体积和量,以及控制表面的哪些部分被铜焊和哪些部分不被铜焊。当铜焊换。
30、热器时,需要至少三个换热器板,但通常数个板被铜焊在一起。根据本发明的一个可选方面,数个板的板堆被同时在同一个炉中铜焊在一起。0032本发明的铜焊方法可以包括铜焊所有部件都同时组装在一起的制品,也可以逐步铜焊所述制品,其中部件首先被组装和铜焊在一起,然后与其它部件组装和铜焊在一起,等等,在每个铜焊循环中使用相同类型的铜焊材料。0033进一步的改进将在独立权利要求和从属权利要求中特别给出。0034在以下实施例中对本发明进行了更详细的描述。以下实施例只用于测试本发明的铜焊材料,并不用于限制发明的范围。0035实施例10036试样14用于检测本发明的铜焊材料的固相线和液相线温度。这些试样的组成汇总在表。
31、1中。0037表100380039通过差热分析法DTA测试样品的液相线和固相线温度。分析时所用气氛为氩气。测试以10/MIN的加热和冷却速率进行。液相线温度为物质在其之上完全为液体的温度。固相线温度为物质在其之下完全为固体的温度。通过估测熔融过程的开始和结束来确定固相线和液相线温度的值。0040所述估测是通过熔融曲线近似来进行的,其被测量和记作DTA曲线,参见图1。在DTA曲线中通过加热曲线的梯度变化可以看出熔融过程。当过程完成时,梯度又变为恒定的。为确定熔融过程的开始和停止,通过在电压下降峰2上画切线1进行了近似。在基线上画切线3,在切线1和3彼此相交处为熔融范围的近似端值。0041按如上所。
32、述计算每个样品的固相线温度和液相线温度并汇总在表2中。0042表20043说明书CN104308392A6/8页10试样编号固相线温度液相线温度差值110581097392106810993131055110045410601092320044这些测试表明,固相线温度与液相线温度之间的差异出乎意料地窄。0045实施例20046使用试样58来检测具有使用本发明的铜焊材料的铜焊区域的接头的拉伸强度。这些未铜焊的铜焊材料的试样的组成汇总在表3中。0047表300480049通过对小的压制板的铜焊试验来测试所述铜焊材料。然后对铜焊的样品进行拉伸测试,结果汇总在表4中。0050表40051试样编号在,铜。
33、焊循环至少15分钟WAFFLE测试KN51120216112024711903081190270052从表4可以看出,使用具有少量SI,即小于12WT,和大量磷的铜焊材料铜焊的试样的拉伸试验结果,参见试样5和6,具有比使用具有更高量SI的铜焊材料铜焊的试样,参见试样7和8,低得多的强度。实施例1和实施例2都令人惊讶地显示了当减少P含量和提高SI含量时导致拉伸强度提高和熔融温度降低,并出现了小的温度熔融区间。说明书CN104308392A107/8页110053实施例30054在本实施例中对铜焊填料的试样进行了比较以检验它们在铜焊过的模型上的表现。用不同的铜焊填料的试样铜焊测试模型。这些测试中所。
34、使用的模型为铜焊的板式换热器。所有模型都使用同样部件例如同样的板、连接、加强件等制造。使用一切手段使所述模型尽可能地相同。所述模型之间的唯一差异就是铜焊填料和铜焊循环。铜焊循环的差异是当然必需的,因为不同的铜焊填料具有不同的铜焊循环。使用了三种不同的铜焊填料,填料A为纯铜CU铜焊填料、填料B和C根据本发明的如下表5所示。表中没有列出不可避免量的杂质元素。0055表500560057然后通过测试铜焊的换热器模型的破裂压力、压力疲劳和温度疲劳对它们进行评价。破裂压力测试是通过提高压力直至破坏来进行的,压力疲劳测试是通过以设定的压力变化交替改变压力直至破坏来进行的,温度疲劳测试是通过以设定的温度变化。
35、和升温/冷却速度的交替改变温度直至破坏来进行的。测试结果汇总在表6中。0058表60059测试填料A填料B填料C破裂压力巴19711191破裂压力巴18310692破裂压力巴18910397压力疲劳1000次循环8891154压力疲劳1000次循环67101207压力疲劳1000次循环119119温度疲劳数次循环9139911704温度疲劳数次循环10379851442温度疲劳数次循环101198815730060破裂压力测试的结果表明填料C的机械性能最低。所述测试表明填料C的温度疲说明书CN104308392A118/8页12劳性能最高,其压力疲劳性能也最高。结果很出人意料,因为未预期该新填。
36、料的温度疲劳性能和压力疲劳性能可以都最高,因为填料C的破裂压力是三者中最低的。0061特别好的疲劳结果的原因之一是所述铜焊填料性能的组合。例如,本发明的新铜焊填料具有出色的润湿性和流动特性,这些特性将产生平滑的铜焊接头,而此平滑的铜焊接头将载荷均匀地分配在铜焊接头上并降低产生疲劳裂纹的危险。该填料的良好润湿性和流动特性还将产生大的铜焊接头,其将通过增大承载面积而降低总应力。0062填料的良好流动性和润湿性还通过金相分析得到了证实。所述模型的一些在铜焊后被横切、打磨和抛光,以研究微观结构等。观察到流动性我润湿性非常好,非常少的铜焊填料残余物被留在铜焊接头周围的表面上。几乎所有填料都已通过毛细管力。
37、流到铜焊接头。上述研究还证实了几乎没有铜焊填料残余被留在基体材料表面,而是几乎都出现在铜焊接头中。当然在接近铜焊接头的基体材料表面上有铜焊填料,因为铜焊接头将根据铜焊填料与基体材料之间的润湿角改变其形状,因此此填料也勾画出该铜焊接头的外形。0063测量表面上的铜焊填料残余物。对在铜焊之前施加过多于02MM厚度的铜焊填料层的区域进行铜焊填料残余物的测量。研究用铜焊填料铜焊后的横截面。测试结果表明,残余物的厚度为001、003、001、002、001、002、001MM。这些测量表明,残余物的厚度比基于其它测试的铁基铜焊填料所预期的小得多,其中所述其它测试的铁基铜焊填料的残余厚度可以为约015MM。和这些测量结果不同的其它区域为铜焊期间填料没有任何毛细管接触或毛细管已经被铜焊填料填充的地方。说明书CN104308392A121/1页13图1说明书附图CN104308392A13。
- 内容关键字: 铜焊 材料
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