專利名稱：：銅焊不銹鋼制品的方法銅焊不銹鋼制品的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及銅焊不銹鋼制品的方法，本發(fā)明還涉及不銹鋼制品。
背景技術：
：當制造銅焊制品時，特別是制造不泄漏的流體密封制品時，裂縫與孔的密封以及接頭的銅焊是重要因素。當接頭、裂縫與孔面積大時，就會增加銅焊填料的密封及填充能力的重要性，但是，密封與填充的能力并不必然與銅焊的區(qū)域的強度相關聯(lián)。因此，需要提供具有針對預期目的或用途的足夠強度的制品。已經(jīng)開發(fā)出并記載了不同的銅焊方法，比如在US6，109,505和US4，516,716,這些文件公開了不銹鋼的銅焊。本發(fā)明的另一需求是提供不銹鋼的銅焊制品。另一需求是提供銅焊具有大的孔、裂紋、接頭、縫隙或裂縫的不銹4岡制品的改進辦法。
發(fā)明內容按照本發(fā)明的一個方面，提供了銅焊或者錫焊不銹鋼制品的方法。在下文中使用銅焊(brazing)，但是應理解該術語還包含錫焊(soldering),本發(fā)明的材料包含錫焊材料和銅焊材料。因此，銅焊方法包括步驟(i):將鐵基的銅焊填料物質施加至不銹鋼部件；步驟(ii):任選地組裝該部件；步驟(iii):在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或它們的組合中將來自步驟(i)或步驟(ii)的部件加熱到至少1000°C,并在至少IOO(TC的溫度加熱該部件至少15分鐘；步驟(iv):提供獲得的銅焊區(qū)域的平均硬度小于600HV1(VickersHardnesstest—Part1:Testmethod(ISO6507-1:1997)的制品；和步驟(v):任選地重復步驟(i)、步驟(ii)和步驟(iii)中的一步或者多步。根據(jù)本發(fā)明的一個備選方面，提供了銅焊不銹鋼制品的方法，這包括包含備選步驟(iv)的方法——步驟(iv)包括密封并填充大于76，的接頭、孔、裂紋、間隙或裂縫。本發(fā)明進一步涉及采用該辦法獲得的不銹鋼制品，其中，所獲得的銅焊區(qū)域、接頭、孔、裂紋、間隙或者裂縫具有至少110iV/ww2的抗張強度。本發(fā)明進一步涉及采用該辦法獲得的不銹鋼制品，其中，可獲得的銅焊區(qū)域、接頭、孔、裂紋、間隙或者裂縫具有低于600HV1的平均硬度。盡管同種材料制造的小件物體與大件物體的熱膨脹系數(shù)是相同的，較大的物體仍然會有比較大的整體膨脹。如果在相同溫度具有相同長度的兩個物體之一被加熱，對于相同的溫度差而言，長度的差異與物體的尺寸差異成正比。這兩個因素都會引起較大的裂縫，這些裂縫必須用銅焊填料物質去填充。因此，金屬物體的大尺寸(比如面積、長度、寬度、厚度等)對銅焊接頭或者銅焊區(qū)域的精確性會產(chǎn)生影響，這是由于部件間的熱膨脹會不同并可能引起不均勻的適配和大裂縫。不均勻適配的其他情形可能產(chǎn)生于待安裝部件的設計、銅焊制品時的移動或待安裝部件的制造過程中。因此，銅焊接頭或者區(qū)域等時，一個重要的方面是銅焊過程中的填充及密封性能。銅(Cu)具有密封大裂縫的良好性能。不使用銅作為銅焊物的一個原因是銅銅焊填料的性質局限性，比如銅會導致不同類型的腐蝕問題。最顯而易見的問題是銅會因腐蝕而被消耗。銅的消耗會降低物體的機械強度，物體會開始泄漏。銅腐蝕產(chǎn)物以及銅離子釋放進物體的介質中會引起其中安裝了該物體的同一系統(tǒng)中其他部件的電偶腐蝕。銀質的銅焊填料可以是一種選項，但因銀價高而不常用。含有鉻(Cr)的鎳(Ni)銅焊填料有比銅銅焊填料更優(yōu)的抗腐蝕性能，但是，Ni銅焊填料也有一些缺點。缺點之一是在被用于諸如水應用時，鎳會從鎳銅焊中釋放。諸如自來水中的鎳含量被法律所限制。Ni離子也會弓I起其中安裝了該物體的同一系統(tǒng)中其他部件的電偶腐蝕。關于強度的一個重要議題是銅焊填料物質能填充多大的裂縫或者間隙。鎳銅焊填料填充裂縫的性能是有限的，此外，參見ASMHandbook,Volume6,Welding,BrazingandSoldering,1993首；欠印刷/Brazingofstainlesssteel第911-913頁，在大裂縫(比如大于0.076mm的裂縫)Ni銅焊填料還會損失強度。因此，難以制備大的Ni銅焊物體。具體應用中的特定銅焊焊料的選擇取決于多種因素?；镜目紤]是溫度和待銅焊的物質。在任何銅焊過程中，銅焊填料物質必須具有足夠高的固相線溫度以賦予銅焊組裝件所需的性質。這一過程需要足夠低的液相線溫度以和要連接部件的溫度性能相容。按照本發(fā)明的一個方面，提供了通過與基礎物質大體相同組成的合金來銅焊不銹鋼基礎物質來制備不銹鋼制品的方法，因此，提供了基礎物與基礎物之間的均勻合金接頭。銅焊合金包含鐵作為主要成分，合金可以是鐵基合金或者是鐵基銅焊填料物質。鐵基銅焊填料物質可由氣或水霧化、熔體旋涂、機械合金化或者鑄塊壓碎來制備。當銅焊接頭時，適宜的是在銅焊過程中，銅焊物質浸潤待銅焊到一起的物體部件，該銅焊物質可以流入到裂縫、接頭和孔等中。銅焊填料物質的熔點低于部件基礎物質的熔點是適宜的。銅焊填料物質的相關性質是其填充裂縫、接頭、孔等的性能。鎳基銅焊材料具有次等的填充裂縫的性能，因此，很難生產(chǎn)諸如大型Ni銅焊的熱交換器之類的大型物體。銅焊材料可以被制造成板型、粉末或者粉末與粘合劑混合形成糊狀物、或者銅焊材料可以被分散到粘合劑與液體的混合物中，這種混合物可以被刷或者噴霧于基礎材料的表面上。過壓制4基銅焊填料物質i過噴嘴來施:鐵基銅焊填料物質的股^或者液滴。另一種施加鐵基銅焊填料物質的方式是將液滴狀或者股線狀的粘合劑施加到基礎材料上，然后將銅焊粉末分散于表面。本發(fā)明方法包含如下的步驟步驟(i)將鐵基銅焊填料物質施加到不銹鋼部件；步驟(ii)任選地組裝部件；步驟(iii)在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或者它們組合中，加熱步驟(i)或(ii)的部件至至少IOO(TC的溫度，并在至少IOO(TC的溫度加熱該部件至少15分鐘；步驟(iv)提供獲取的銅焊區(qū)域平均硬度小于600HV1的制品，和步驟(v)任選地重復步驟(i)、步驟(ii)和步驟(iii)的一步或多步。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方面，方法包含如下的步驟步驟(i)將鐵基銅焊填料物質施加至不銹鋼部件；步驟(ii)任選地組裝部件；步驟(iii)在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或者它們組合中，加熱來自步驟(i)或(ii)的部件至至少IOO(TC的溫度，且在至少1000。C的溫度加熱該部件至少15分鐘；步驟(iv)密封或填充大于76]um的接頭、孑L、裂紋、間隙或裂縫，和步驟(v)任選地重復步驟(i)、步驟(ii)和步驟(iii)的一步或多步。根據(jù)另一備選方面，該方法可以包括重復步驟(i),且將鐵基的銅焊填料物質施加到一個或者多個附加部件，或者施加到在步驟(iv)中提供的制品；和在步驟Oi)里，組裝來自步驟(i)的部件或制品和一個或者多個附加部件，或者和步驟(iv)中提供的制品，和重復步驟(iii)計的制品。根據(jù)本方法的另一備選方面，其包含步驟(iii):加熱到至少1100。C的溫度。根據(jù)本方法的另一備選方面，其包含步驟(iii):加熱到至少1150。C的溫度。根據(jù)另一備選方面，加熱可以持續(xù)短于15分鐘。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方面，在IIO(TC以上的溫度銅焊物品至少15分鐘，更長的銅焊時間與4艮多的應用都相關。部件或制品可以:故加熱至銅焊材料熔化的溫度。本發(fā)明方法可以包含步驟(iii),該步驟包含預熱部件至例如至少400°C,至少50(TC,或者甚至至少55(TC并使該部件在這一溫度下持續(xù)例如至少15分鐘，至少30分鐘，至少1小時，或者甚至更長時間，然后升高溫度至比如至少900°C,至少IOO(TC或者甚至至少IIO(TC，部件被置于此溫度以使得部件中的溫度平衡，也即整個部分和銅焊材料的溫度相等。使溫度平衡的時間取決于待銅焊制品的尺寸，對較小制品而言，興許更短的時間就足夠了。舉例而言，適宜的時間為至少l小時，至少2小時，至少3小時或者甚至更長的時間。溫度取決于銅焊材料的液相線-固相線溫度以及銅焊合金的組成和熔點降低元素。使待銅焊部件的溫度平衡以后，溫度升高到銅焊溫度。銅焊時間和銅焊溫度都取決于銅焊材料以及需待銅焊的制品的尺寸和形狀。銅焊過程可以被分為A)熔融銅焊材料，B)借助在相鄰表面之間的毛細管力流動銅焊材料并安置熔融銅焊材料；和C)將銅焊材料元素沿著待銅焊部件的基礎材料或者合金擴散。在銅焊過程期間，銅焊材料沿著相鄰表面進行擴散，使得它們和銅焊材料一起組成局部均質的材料區(qū)域。如果制品中間部位的溫度不夠高，中間部分將無法被銅焊，這是因為銅焊材料將不會熔化，制品的性能將會劣化。銅焊時間和溫度的實例是根據(jù)本發(fā)明的某一方面，加熱至至少1100。C并加熱至少15分鐘。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方面，加熱至至少IIO(TC并加熱至少30分鐘。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方案，加熱至至少1100。C并加熱至少45分鐘。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方案，制品加熱超過60分鐘。根據(jù)又一備選方案，溫度可以為至少115(TC,且時間為至少25分鐘。大型熱交換器可以具有若干塊堆疊在一起的板。板組合件可以包含10、20或者更多塊板。熱交換器可以具有IOO、150、200或者更多塊金屬板。大型熱交換器可以由熱交換器電鍍的面積來定義，另一種定義大型熱交換器的方式是板的數(shù)量。在銅焊過程中，銅焊材料沿著相鄰表面進行擴散，使得它們和銅焊材料一起組成局部均質的材料區(qū)域。用傳統(tǒng)方式可能難以將多個平面銅焊到一起并形成密封的接頭。本發(fā)明提供了一種方法，它通過使用含有熔點降低劑的鐵基銅悍材料將兩個平面銅焊到一起，所用方式使得放置在表面之間引發(fā)的銅焊材料的毛細管作用可以受到控制。在毛細作用力斷裂器的輔助下，鐵基銅焊填料物質可以被施加到平面或者大表面。毛細作用力斷裂器可以采用凹槽、路線、路徑、通路、v型或者u型路線或軌道等形式，或者采用網(wǎng)等形式。鐵基銅焊填料物質可以被施加到毛細作用力斷裂器上，比如施加到凹槽、路線、路徑、通路、v型或者u型的路線或者軌道以及網(wǎng)型等上，或者將銅焊填料物質施加到靠近毛細作用力斷裂器。在加熱過程中，所施加的鐵基銅焊填料物質將流動到毛細管力可以被破壞的區(qū)域，將相互緊鄰的表面銅焊到一起。因此，在其他辦法很難銅焊均勻的平面區(qū)域之間，該銅焊區(qū)域提供了銅焊的、密封的和牢固的裂縫與接頭等。毛細作用力斷裂器也可以使得銅焊具有大型裂縫的表面以及奇異狀部件等成為可能。當銅焊物質被施加到接近毛細作用力斷裂器的兩個部件之間時，流動的粘稠銅焊物質將停止流動并安置在毛細作用力斷裂器的邊緣。反應器通道可以充當毛細作用力斷裂器的功能。向具有反應器通道的板施加銅焊物質，并讓擋板或者類似物與反應器通道板接觸放置。流動的銅焊物質將停止并被安置在反應器通道的邊緣，這將抵靠擋板密封反應器板，而不會用固定銅焊物質填充反應器通道。銅焊物質在相鄰的表面間流動的距離部分地取決于銅焊物質的凝固時間、表面間的距離以及銅焊物質的量。既然銅焊物質"粘附"到待銅焊的各個表面，表面間的中間空間將變得更狹小。在銅焊材料固定下來的同時，中間空間變得狹小，這就使得銅焊物質更難以在其間流動。該方法可在步驟(iii)里進一步包含銅焊過程可以在惰性或者活性保護氣體存在時發(fā)生。加熱過程或者銅焊過程可以在存在選自氦、氬、氮、氫、二氧化碳中的一種或者多種氣體、或者在一種或多種上述提及氣體與真空相結合的情況下被實施。另根據(jù)本發(fā)明方法的又一備選方面，銅坪區(qū)或者銅焊區(qū)域，比如銅焊的接頭、孔、裂紋、間隙、裂縫等，可以提供小于600HV1的平均硬度根據(jù)本方法的又一備選方面，銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域，可以提供小于500HV1的平均硬度。根據(jù)本方法的又一備選方面，銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域，可以提供小于400HV1的平均硬度。根據(jù)本方法的又一備選方面，銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域，可以提供小于350HV1的平均硬度。根據(jù)本方法的又一備選方面，銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域，可以提供小于300HV1的平均硬度。由于鐵基銅焊填料物質具有流動性和潤濕性以滲透進裂縫，鐵基銅焊填料物質將產(chǎn)生與基礎材料的結合，密封裂縫并能經(jīng)銅焊連接平面。根據(jù)本發(fā)明的一個備選方面，鐵基銅焊填料物質能密封或者填充大到1000戸7的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫，可以密封或者填充大到3000，或者更大的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫。根據(jù)本方法的又一備選方面，用鐵基銅焊填料物質，大于250,/m的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫能被密封或者填充，并且獲得的銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域具有小于350HV1的平均硬度。根據(jù)本方法的又一備選方面，用鐵基銅焊填料物質，大于IOOO，的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫能被密封或者填充，并且所得的銅焊區(qū)或者銅焊區(qū)域具有小于350HV1的平均硬度。根據(jù)本方法的又一備選方面，步驟(iv)可包含密封或填充遠大于300，的孔、裂紋、間隙、接頭或縫隙，或它們的組合，并提供平均硬度小于350HV1的銅焊區(qū)域，所述平均硬度在大于250jiim填充縫隙的銅焊區(qū)域的中心線或者接近中心線處測得。根據(jù)本發(fā)明的又一備選方面，步驟(iv)可包含密封或填充遠大于350，的孔、裂紋、間隙、接頭或縫隙，或它們的組合，并提供平均硬度小于350HV1的銅焊區(qū)域，所述平均硬y復在大于300^11填充縫隙的銅焊區(qū)域的中心線或者接近中心線處測得。根據(jù)本方法的又一備選方面，密封或填充遠大于500，的孔、裂紋、間隙、接頭或縫隙，或它們的組合，并提供平均硬度小于390HV1的銅焊區(qū)域，所述平均硬度在大于400^im填充縫隙的銅焊區(qū)域的中心線或者接近中心線處測得。期望數(shù)量的銅焊物質被供應到接觸點，該接觸點將要以任何所述方式或者連續(xù)方式被銅焊在一起。銅焊物質可以覆蓋比接觸接頭點稍大一點的區(qū)域。接觸接頭點可有至少0.5mm的直徑。根據(jù)本方法，可以使用任何適宜的鐵基銅焊填料物質。適宜的鐵基銅焊填料物質可以乂人WO02/38327、WO02/098600、US3,736,128、US4，402,742、US4，410，604、US4,516,716、US6,656,292或者EP0，418，606中揭示的物質中加以選擇。根據(jù)本方法的一個備選方面，鐵基銅焊填料物質可以從WO02/38327或者WO02/098600中揭示的物質中加以選4奪。根據(jù)本方法的另一備選方面，鐵基銅焊填料物質可以包含Si、B、P、Mn、C或者Hf中的一種或者多種。根據(jù)本方法的另一備選方面，鐵基銅焊填料物質還可以包含以重量計9-30%的Cr、5-25%的Ni以及如下的至少之一0—25。/。的Si、0-6°/。的B、0—15。/。的P、0—8°/。的Mn、0—2%的C、0-15%的Hf,和作為替代物的余量的其它元素。根據(jù)本方法的另一備選方面，《失基銅焊填料物質可以至少包含以重量計40%的Fe、14-21%的Cr、5-21%的Ni、6-15。/。的Si、0.2-1.5y。的B，和作為替代物的余量的其它元素。根據(jù)本方法的另一備選方面，鐵基銅焊填料物質可以至少包含以重量計40°/的Fe、14-2r/。的Cr、5-21。/。的Ni、4-9M的Si、4-9%的P,和作為一辦代物的余量的其它元素。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方面，鐵基銅焊填料物質可以包含以重量計40%的Fe、14-21。/。的Cr、5-21。/。的Ni、7-15%的P，和作為替代物的余量的其它元素。由于銅焊過程是金屬過程，而且用于銅焊的各個表面都采取金屬物質的形式，然后，在銅悍過程中，鐵基銅焊物質沿著待銅焊到一起的界面擴散。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在銅焊過程中，兩個相連的表面之間的接頭或者接縫將或多或少"消失"。銅焊的接縫與金屬部件表面一起將變成在合金物質組成上只有細微變化的整體。本發(fā)明還涉及通過本方法獲得的不銹鋼制品。本發(fā)明進一步涉及不銹鋼的銅焊制品，該制品包含至少一種不銹鋼基礎物質以及銅焊填料物質，其中，獲得抗張強度至少110iV/mW的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫。根據(jù)另一備選方面，獲得的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫可以具有至少120iV/mm2的抗張強度。本發(fā)明還涉及不銹鋼銅焊制品，該制品包含至少一種不銹鋼基礎材料以及鐵基銅焊填料物質，其中，獲得的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫具有小于600HV1的平均硬度。根據(jù)另一備選方面，銅焊不銹鋼制品包含至少一種不銹鋼基礎材料和鐵基銅焊材料，其中，獲得的銅焊區(qū)域、孑L、裂紋、間隙、接頭或者裂縫具有小于500HV1的平均硬度。根據(jù)另一備選方面，銅焊不銹鋼制品包含至少一種不銹鋼基礎材料以及鐵基的銅焊填料物質，其中，獲得的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫具有小于450HV1的平均硬度。根據(jù)另一備選方面，不銹鋼銅焊制品包含至少一種不銹鋼基礎材料和鐵基銅焊填料物質，其中，獲得的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫具有小于350HV1的平均硬度。根據(jù)本發(fā)明的一種備選方案，"至少一種不銹鋼基礎材料"可以是被鐵基銅焊填料物質銅焊到一起的不銹鋼基礎物質。根據(jù)本發(fā)明的又一備選方案，"至少一種不銹鋼基礎材料"可以是通過鐵基銅焊填料物質銅焊到一起的不銹鋼基礎材料與另外的金屬合金基礎材料。根據(jù)一個備選方面，制品或者部件可以選自反應器、分離器、柱、熱交換器或者用于化工廠或食品廠或用于汽車工業(yè)的設備。根據(jù)又一備選方面，物體可以是熱交換器、板式反應器或者它們的組合。根據(jù)本發(fā)明的另一備選方面，銅焊制品可以是配水盤，它被用在分離器里。根據(jù)本發(fā)明的一個備選方面，制品可以是銅焊的熱交換器板、銅焊的反應器板、或者它們的組合，它們具有至少60Bar的爆裂壓力。根據(jù)另一備選方面，所述制品可以是銅焊的熱交換器板、銅焊的反應器板、或者它們的組合，它們具有至少65Bar的爆裂壓力。根據(jù)另一備選方面，所述制品可以是銅焊的熱交換器板、銅焊的反應器板、或者它們的組合，它們具有至少80Bar的爆裂壓力。根據(jù)又一備選方面，所述制品可以是熱交換器板面積大于0.2W2,爆裂壓力至少65Bar且孔道面積大于0.003"72的熱交換器。當部件是熱交換器板時，板可以是端板，安裝板(adaptorplate)、密封板、框架板等，并組成熱交換器系統(tǒng)。每一熱交換器板至少包含一個端口凹座，當板相互放置到一起時，這些端口凹座一起構成端口通路的組成部分。板被堆疊在熱交換器的板堆或者板組合件里。板間的板組合件包含若干的通路，這些通路容納一些介質。相鄰通路中的介質以常規(guī)方式經(jīng)由熱傳輸板發(fā)生溫度傳遞。板可以包含邊緣，該邊緣可以部分向下延伸并越過板堆里相鄰的熱傳輸板的邊緣部位。板的邊緣以如下方式密封相鄰的熱傳輸板在板間可以形成通路。這種通路允許介質流動，或者關閉以使得不發(fā)生流動且該通路因此而空置。為了固化板組合件和端口區(qū)，安裝板或者端板可以按照封裝的尺寸來制備。端板的表面或者安裝板可以保持平坦，使得表面間的接觸平面可以最大化。如上所述，板上的各端口凹座相一致，由此形成通^各。在端口通路的內側，因此，形成兩個板間的接頭。為避免接頭的泄漏，銅焊物質可以被施加到板間的端口區(qū)域附近。銅焊物質可以被毛細作用力斷裂器放置在其內或者相臨處，毛細作用力斷裂器可以完全或者部分地在板間端口區(qū)域周圍延伸。在板組合件里，銅焊物質可以被施加到不同的事先設計好的或者預定的板的部件上。在銅焊過程中，銅焊物質將變得粘稠的并由于毛細作用力的作用從板之間所施加的部件中流出。將銅焊物質施加到預定位置上的優(yōu)點在于使得能夠控制銅焊物質的體積和數(shù)量、控制待銅焊表面的哪些部件被銅焊，哪些不被銅焊。當銅焊熱交換器時，至少需要三塊熱交換器板，但是通常是若干板被銅焊到一起。根據(jù)本發(fā)明的一個備選方面，若干板的板組合件在同一時間、同一烤箱里被銅焊到一起。本發(fā)明的銅焊方法可以包含同一時間銅焊用該制品所有部件組裝的制品，也可以以分步的方式銅焊該制品首先將一些部件組裝并銅焊到一起，然后將其它部件組裝并銅焊到一起，以此類推，在每個銅焊周期中，使用同種類型的銅焊物質。根據(jù)本發(fā)明的又一備選方面，提供了具有如下特征的制品其中，銅焊的面積、孔、裂紋、縫隙、接頭或者裂縫含有至少2wt%Si的硅酮含量。本發(fā)明的進一步方面及實施方案由從屬權利要求定義。接下來，本發(fā)明將借助所附照片更加詳細地解釋。附圖簡述圖1熱交換器一部分的橫截面照片圖2示出接頭橫截面的示意圖圖3示出在其上實施硬度試驗的接頭的橫截面的照片附圖詳述圖l顯示，鐵基銅焊填料物質可以填充大型的裂縫，并且可以以大量的銅焊物質進行銅焊。因此，大型熱交換器銅焊接頭的特征在于施加大量的銅焊填料和因而存在大的均勻化區(qū)域。部分的銅焊填料和部分的原始板厚度被混合進均勻化區(qū)域。圖2示意性顯示了被銅焊材料F銅焊的裂縫或者接頭里的不同參數(shù)之間的關系。字母A代表板E的板厚度，E還代表了基礎物質E。B代表了基礎物質E或者板E之間的銅焊裂縫或者接頭的最小厚度，C代表沒有任何孔、裂紋或者通路時銅焊的裂縫或者接頭的最大厚度，字母D代表任何孔、裂紋或者通路G開通但仍被密封下，銅焊的裂縫或者接頭的最大厚度。假如沒有任何孔、裂紋或者通路的痕跡，則C=D。對于鎳基填料物質而言，C=D小于針對鐵基填料物質的C=D。孔、裂紋或者通路的存在使得銅焊區(qū)變得更不堅固。圖3示出在其上實施硬度測試的接頭的橫截面照片。平均硬度以算術平均數(shù)計算并取決于溯'H式的次數(shù)。本發(fā)明將在實施例中加以進一步闡述，這些實施例是為了闡述本發(fā)明，而不是為了限制其范圍。在實施例和表格中，如無另外聲明，百分數(shù)是指重量百分比(wt%)。實施例1測試了幾何形狀類似于銅焊的薄壁壓制熱交換器板內的板圖案的測試樣品。所施加的銅焊填料物質的數(shù)量大約是每4焊點16-20克。按照銅焊填料AWSA5.8AMS說明書，鎳基銅焊填料BNi-5可與含有以重量計56。/。Fe、17%Cr、12%Ni、12%Si和1°/。B的4失基銅焊填料相比較。銅焊填料被施加到具有0.3-0.4,裂縫的測試樣品，并且該樣品在爐子里、在非氧化性氣氛中加熱到大約120(TC。檢驗結果被總結在表l里。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>測試結果顯示鐵基銅焊填料，既可以填充如圖1里看到的那么大的裂縫，而且可以獲得能與鎳基銅焊填料相比較的非常好的強度。即使在檢驗數(shù)量上，也可以被看出鐵基銅焊在檢驗填料里具有最好的機械強度。圖1顯示鐵基銅焊熱交換器的橫截面，在圖上，可以看到0.4-0.6,的裂縫被堅固(tighten)。實施例2現(xiàn)在可以發(fā)現(xiàn)鐵基銅焊填料不但具有填充大型裂縫的性能，而且在大型裂縫上還有非常高的機械強度，這使得它們適宜于銅焊諸如大型的熱交換器或者諸如反應器板上的平坦表面。通過將銅焊填料的數(shù)量與抗拉強度對比進行的試驗，結果總結在表2里。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>測試結果顯示對銅焊較大型的接頭而言，BNi-5需要長時間的處理，但是即使在長時間熱處理以后，BNi-5仍然不能跟鐵基填料一樣好地填充裂縫。與BNi-5相比，鐵基填料可以在很短的時間里填充較大的裂縫。BNi-5使用的銅焊時間越長，與鐵基填料相比，所消耗的能量也就越多。實施例4硬度測試在接頭中在兩塊基礎材料(型號316)板間的等同密封間隙出進行。測試在接頭中心距離基礎材料相等距離處進行。硬度測量值HV1按照ASTME92-82(StandardtestmethodforVickersHardnessofMetallicMaterials)和ENISO6507-1(Metal1icmaterials-Vickershardnesstest—Partl:Testmethod(ISO6507-1:1997))而實施，并且BNi-5的接頭與鐵基物質(以重量計56%Fe、17%Cr、12%Ni、12。/。Si和1%B)之間的對比被執(zhí)行。結果被總結在表4里。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>硬度測試結果顯示BNi-5接頭要比鐵基物質接頭更硬。因此，按照本發(fā)明，BNi-5接頭顯示了更小的可延展性且相應比根據(jù)本發(fā)明的鐵基填料更低的強度，這是通過更低的鐵基填料接頭的硬度值來顯示的。因此，BNi-5接頭較鐵基填料接頭而言更脆。實施例5硬度測試在用含以重量計56%Fe、17%Cr、12%Ni、12%Si和1%B的鐵基填料密封的大型接頭上被實施。測試在密封大于iooo，的間隙的銅焊接頭處實施，且進行測試的位置展示在圖3里，但是圖3的照片并不是此實施例接頭的照片。結果是349HV1，336HVl,210HV1，197HVl,250HVl,300HVl和287HVl，這些結果的平均硬度是275HVl。實施例6在本實施例，進行測試以制備沒有泄漏的熱交換器，也即，該熱交換器被完全銅焊而沒有缺陷接頭。在W002/38327中定義的鐵基填料被施加到壓縮板之間。在每次實驗里，20塊板被使用。板的大致尺寸是寬400mm,寬1000mm,和厚0.4mm。板i皮放在固定物上，在板的頂部，放置一定重量的固定物。板組合件在真空爐上被加熱。若干組銅焊測試用熱交換器封裝進行，并在不同熱處理周期中實施測試。在所有熱處理循環(huán)檢驗中，熱交換器板組合件首先被加熱到500°C達1小時，然后溫度被提高到IIO(TC達四小時以確保整個板組合件的加熱。測試A:爐從IIO(TC被加熱到120(TC持續(xù)5分鐘，然后溫度被降低到1100。C持續(xù)大約30分鐘。測試B:爐從IIO(TC一皮加熱到120Q。C持續(xù)15分鐘，然后溫度纟皮降低到IIQ(TC持續(xù)大約3Q分鐘。測試C:爐從IIO(TC被加熱到120(TC持續(xù)30分鐘，然后溫度纟皮降低到IIG(TC持續(xù)大約3Q分鐘。測試D:爐從IIO(TC被加熱到120(TC持續(xù)60分鐘，然后溫度一皮降低到IIO(TC持續(xù)大約30分鐘。否熔化。測試的部位經(jīng)光學研究。結果測試A:中心的填料沒有熔化。測試B:中心的填料沒有熔化。測試C:中心填料部分熔化(更多燒結的)。測試D:中心的填料熔化。權利要求1.一種銅焊不銹鋼制品的方法，包含(i)將鐵基銅焊填料物質施加至不銹鋼部件；(ii)任選地組裝部件；(iii)在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或者它們組合中，加熱來自步驟(i)或(ii)的部件至至少1000℃，且在至少1000℃的溫度加熱該部件至少15分鐘；(iv)提供所得的銅焊區(qū)域平均硬度小于600HV1的制品；和(v)任選地重復步驟(i)、步驟(ii)和步驟(iii)的一步或多步。2.—種銅焊不銹鋼制品的方法，包含(i)將鐵基銅焊填料物質施加至不銹鋼部件；Ui)任選地組裝部件；(iii)在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或者它們組合中；加熱來自步驟(i)或(ii)的部件至至少IOO(TC,且在至少IOO(TC的溫度加熱該部件至少15分鐘；(iv)密封或填充大于76ym的接頭、孔、間隙、裂紋或裂縫；和(v)任選地重復步驟(i)、步驟(ii)和步驟(iii)的一步或多步。3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中，步驟(v)包括重復步驟(i),且將鐵基銅焊填料物質施加至一個或者多個附加的部件或者制品；且在步驟(ii)里組裝來自重復步驟(i)的部件或制品和一個或多個附加的部件或者制品；并重復步驟(iii)和步驟(iv)。4.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(i)的鐵基銅焊填料物質通過氣體霧化、水霧化、鑄塊壓碎、機械性合金化或者熔體旋涂而獲得。5.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(i)還包含作為粉末或者糊狀物或者二者的組合施加鐵基銅焊填料物質。6.根據(jù)權利要求5的方法，其中，步驟(i)還包括施加股線狀或者液滴狀的鐵基銅焊填料物質，或者在毛細作用力斷裂器的輔助下施加該鐵基銅焊填料物質。7.根據(jù)權利要求6的方法，其中，部件或制品上的毛細作用力斷裂器為凹槽、路線、路徑、通路、v型或者u型導軌、軌道、網(wǎng)或者以上組合的形式。8.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(iii)還包含在惰性氣體、保護氣或它們的組合中，加熱到至少IOO(TC的溫度。9.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(iii)還包含在選自由氦、氬、氮、氫、二氧化碳組成的組中的一種或者多種氣體存在的情況下，加熱到至少IOO(TC的溫度。10.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(iii)還包含加熱到至少IIO(TC的溫度。11.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(iii)還包含加熱到至少115(TC的溫度。12.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，部件在步驟(iii)的溫度,皮加熱至少30分鐘。13.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，部件在步驟(iii)的溫度被加熱至少45分鐘。14.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，步驟(iv)包含密封或者填充大于250;卵的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫或者它們的組合，并提供在銅焊區(qū)域的中心線或其附近測得的平均硬度小于350HV1的銅焊區(qū)域。15.根據(jù)權利要求1-13任一項的方法，其中，步驟(iv)密封或者填充大于300戸,的孔、裂紋、接頭、間隙或者裂縫或者它們的組合，并提供在經(jīng)填充的大于250，的裂縫銅焊區(qū)域中心線或其附近測量的平均硬度小于350HV1的銅焊區(qū)域。16.根據(jù)權利要求l-13任一項的方法，其中，步驟(iv)包含密封或者填充大于350戸的孔、裂紋、間隙、接頭或者裂縫或者它們的組合，并提供在經(jīng)填充的大于300，的裂縫的銅焊區(qū)域中心線或其附近測量的平均硬度小于350HV1的銅焊區(qū)域。17.根據(jù)權利要求l-13任一項的方法，其中，步驟(iv)包含密封或者填充大于500戸"的孔、裂紋、接頭或者裂縫或者它們的組合，并提供在經(jīng)填充的大于400，的裂縫的銅焊區(qū)域中心線或其附近測量的平均硬度小于390HV1的銅焊區(qū)域。18.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其中，鐵基銅焊填料物質含有Si、B、P、Mn、C或者Hf的一種或者多種。19.根據(jù)權利要求18的方法，其中，鐵基銅焊填料物質含有9-30wt%的Cr、5-25wt。/。的Ni,以及0-25%的Si、0-6wt%的B、0—15wtM的P、0-8wt%的Mn、0-2wt%的C和0-15wt%的Hf中的至少一種。20.根據(jù)權利要求19的方法，其中，鐵基銅焊填料物質至少包含40wto/o的Fe,14-21wty。的Cr、5-21wt。/。的Ni、6—15wt。/。的Si和0.2-1.5wt%的B。21.根據(jù)權利要求19的方法，其中，鐵基銅焊填料物質至少包含40wt。/。的Fe，14-21wt。/。的Cr、5-21wt。/。的Ni、4-9wt%的Si和4-9wt%的P。22.根據(jù)權利要求19的方法，其中，鐵基銅焊填料物質至少包含40wt。/。的Fe，14—21wty。的Cr、5—21wt。/。的Ni、7-15wt。/。的P。23.—種不銹鋼制品，由權利要求1-22任意一項的方法獲得。24.—種不銹鋼銅焊制品，包含至少一種不銹鋼基礎物質和鐵基銅焊填料物質，其中，獲取的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或裂縫具有至少110A7/w^的抗張強度。25.—種不銹鋼銅焊制品，包含至少一種不銹鋼基礎物質和鐵基銅焊填料物質，其中，獲取的銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或裂縫具有小于600HV1的平均硬度。26.根據(jù)權利要求23、24或者25的不銹鋼制品,其中，步驟(iv)里獲取的部件或者制品選自反應器、分離器、柱、熱交換器或者用于化工廠或食品廠或者用于汽車工業(yè)的設備。27.根據(jù)權利要求24-26中任一項的不銹鋼制品，其中，該制品為銅焊的熱交換器板、銅焊的反應器板或者它們的組合。28.根據(jù)權利要求27的不銹鋼制品，其中，該制品具有至少60Bar的爆破壓力。29.根據(jù)權利要求28的不銹鋼制品，其中，該制品具有至少80Bar的爆破壓力。30.根據(jù)權利要求23-28中任一項的制品，其中，該制品為熱交換板面積大于0.20"72、螺"坡壓力為至少65Bar、孔道面積至少0.003附2的熱交換器。31.根據(jù)權利要求23-30任一項的不銹鋼制品，其中，銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或裂縫具有至少2wt。/。的Si的硅酮含量。32.根據(jù)權利要求23-31任一項的不銹鋼制品，其中，銅焊區(qū)域、孔、裂紋、間隙、接頭或裂縫具有至少120iV/mw2的抗張強度。33.根據(jù)權利要求23-32中任一項的不銹鋼制品，其中，該制品是具有至少三個在一個銅焊周期中銅焊在一起的熱交換板的板組合件，具有如下步驟(i)施加鐵基銅焊填料物質至不銹鋼的熱交換器板；(ii)將熱交換器板組裝成板組合件；(iii)加熱板組合件至至少50(TC的溫度以使板組合件中的溫度平衡，然后在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空、或它們的組合中提高溫度至至少IOO(TC,并且使得板組合件在至少IOO(TC保持至少15分鐘而被銅焊到一起；和(iv)提供所得銅焊區(qū)域平均硬度小于600HV1的制品。34.根據(jù)權利要求33的不銹鋼制品，其中，制品為具有按照如下步驟而在一個銅焊周期銅焊到一起的多于9層熱交換器板的板組合件的熱交換器(i)施加鐵基銅焊填料物質至不銹鋼的熱交換器板；(ii)將熱交換器板組裝成板組合件；(iii)加熱板組合件至至少IOO(TC的溫度以使板組合件中的溫度平衡，然后在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空、或它們的組合中提高溫度至至少1150。C,并且使得板組合件在至少115(TC的溫度保持至少15分鐘而被銅焊到一起，(iv)提供所得銅焊區(qū)域平均硬度小于600HV1的制品。全文摘要本發(fā)明涉及銅焊不銹鋼制品的方法，這種方法包含如下步驟步驟(i)施加鐵基銅焊填料物質于不銹鋼部件；步驟(ii)任選地安裝部件；步驟(iii)在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空、或它們的組合中，加熱步驟(i)或步驟(ii)的部件至至少1000℃的溫度達至少15分鐘；步驟(iv)提供所得銅焊區(qū)域的平均硬度小于600HV1的制品。本發(fā)明還涉及不銹鋼的銅焊制品。文檔編號B23K35/30GK101184578SQ200680018368公開日2008年5月21日申請日期2006年5月24日優(yōu)先權日2005年5月26日發(fā)明者J·拉斯穆斯,P·肖丁申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司