復(fù)合焊絲及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于對高溫合金制成的組件進(jìn)行熔焊的復(fù)合焊絲。該復(fù)合焊絲包括內(nèi)焊芯以及施用并結(jié)合于該內(nèi)焊芯的表層。該表層包含選自B和Si的合金元素，B和Si在復(fù)合焊絲中的總的整體含量為0.1-10wt.％。優(yōu)選地，B的總的整體含量小于4wt.％，且表層包含5-95wt.％的選自B和Si的合金元素。
【專利說明】復(fù)合焊絲及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熔焊的填充材料，其可用于采用鎢極氬弧焊（GTAW)、激光焊（LBW)、等 離子焊（PAW)和微束等離子焊（MW)的手動和自動焊接對由鎳、鈷和鐵基高溫合金制成的 渦輪發(fā)動機(jī)組件進(jìn)行的修復(fù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)開發(fā)了數(shù)代用于渦輪發(fā)動機(jī)的鎳基和鈷基高溫合金。然而，盡管沉淀強(qiáng)化高 溫合金制成的發(fā)動機(jī)組件擁有優(yōu)異的機(jī)械和抗氧化性能，但其依然易于熱疲勞裂紋、氧化、 硫化和腐蝕。
[0003] 為了修復(fù)嚴(yán)重?fù)p壞的發(fā)動機(jī)組件，Liburdi Engineering Ltd.開發(fā)了 Liburdi Powder Metallurgy方法（LPMtm)，該方法獲得專利權(quán)并于1992年首次記載在美國專利 5, 156, 321 中。
[0004] 所述LPMtm方法基于向修復(fù)區(qū)域施用Mar M-247、Inconel 738或其它高溫合金制 成的修補(bǔ)劑與有機(jī)粘合劑，隨后在超過1000 °c的溫度下燒結(jié)該粉末來產(chǎn)生多孔復(fù)合物，所 述多孔復(fù)合物冶金結(jié)合在基底上，隨后用在修復(fù)區(qū)域形成具有優(yōu)異的機(jī)械和氧化性能的沉 積物的低熔鎳或鈷基合金對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行LPM tm液相燒結(jié)。
[0005] General Electric公司開發(fā)并提出了類似的名為活化擴(kuò)散愈合（ADH)的方 法，該方法描述在下述文獻(xiàn)中'Improving Repair Quality of Turbine Nozzles Using SA650Braze Alloy，'，Wayne A. Demo, Stephen Ferrigno, David Budinger 和 Eric Huron, Superalloys 2000,由 T. M. Pollock, R. D. Kissinger, R. R. Bowman, K. A. Green, M. McLean, S. Olson 和 J. J. Schim 編輯，TM. 5, The Minerals, Metals&Materials Society, 2000, pp. 713-720。
[0006] 在ADH修復(fù)中，向修復(fù)區(qū)域施用漿料。所述漿料由高熔點高溫合金粉末和ADH合 金制成，所述高溫合金粉末通常具有與待修復(fù)的合金相同的組成，所述ADH合金通過添加 硼（B)或硅（Si)粉末而具有較低的熔點。將所述漿料混合在一起并懸浮在標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)釬焊 粘合劑中。
[0007] 主要通過使用硼而使ADH合金具有低熔點。硼水平在下列之間獲得平衡：釬焊流 動所需的最低值、可接受的裂縫填補(bǔ)、以及在一側(cè)上的合理低的釬焊過程溫度（避免對另 一側(cè)上的機(jī)械性能產(chǎn)生過多的有害影響）。
[0008] 在ADH和LPM方法中，修復(fù)區(qū)域均包含大量的低熔點物質(zhì)，這使得用傳統(tǒng)填充材料 通過熔焊極難進(jìn)行任何缺損的下列修復(fù)或返工。因此，過量的硼擴(kuò)散導(dǎo)致即使為了修復(fù)微 小的間斷，也必須重復(fù)LPM tm和ADH周期，從而提高修復(fù)成本并對母材的性能造成影響。
[0009] Joe Liburdi等人報告了采用Inconel 625填充焊絲進(jìn)行GTAW焊接 以修復(fù)LPMtm材料的若干進(jìn)展，記載于"Novel Approaches to the Repair of Vane Segments，'，International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition, Cincinnati, Ohio-May 24-27，1993，發(fā)表于 American Society of Mechanical Engineers, 93-GT230。然而，由于產(chǎn)生不一致性的大多數(shù)原因是Inconel 625 合金的高熔化溫度超過了 LPM方法中使用的釬焊材料的熔化溫度，從而該方法的實際使用 受到限制。
[0010] 此外，對Inconel 738、Inconel 713、Rene 77以及鋁和鈦總含量超過8%的其它 高溫合金的直接GTAW焊接導(dǎo)致熱影響區(qū)（HAZ)開裂。
[0011] 先前嘗試采用標(biāo)準(zhǔn)填充焊絲在Inconel 738上產(chǎn)生無裂紋焊縫而并未獲得成 功，其依照：Baner jee K·，Richards N.L.和 Chaturvedi M.C.的 "Effect of Filler Alloys on Heat Affected Zone Cracking in Pre-weld Heat Treated IN-738LC Gas-Tungsten-Arc Weld，',Metallurgical and Materials Transactions,第 36A 卷，2005 年7月，pp. 1881-1890。研究了依據(jù)宇航材料規(guī)范（AMS) 5966加工并且在其它合金元素中 Si含量為0. 4%的鎳基Hastelloy C-263焊絲、以及在HAZ裂紋上具有不同的熔化溫度和 化學(xué)組成的不含硅和硼的鎳基AMS 5832 (又稱為Inconel 718)、AMS5800 (Rene 41)、AMS 5675 (FM-92)焊絲的影響。表明使用上述填充材料產(chǎn)生的所有樣品均顯示出大面積的裂紋， 從而結(jié)論是焊接金屬凝固溫度范圍與Inconel 738合金對HAZ裂紋的易感性并不相關(guān)。
[0012] 為證明以上結(jié)論，當(dāng)前現(xiàn)狀范圍內(nèi)的
【發(fā)明者】針對Inconel 738與另一組焊接材 料的可焊性做出評估，所述另一組焊接材料包括：含有包括整體含量（bulk content)為 lwt. % 的 Si 在內(nèi)的多種合金元素的標(biāo)準(zhǔn) AMS 5786 (Hastelloy W)和 AMS 5798 (Hastelloy X)鎳基焊絲，具有硅的整體含量為2. 75wt. %的Haynes HR-160鎳基焊絲，以及具有硅的整 體含量為〇. 〇5wt. %至2wt. %的與US 2, 515, 185所述合金相類似的其它焊絲。
[0013] 所有使用標(biāo)準(zhǔn)焊絲產(chǎn)生的焊縫無論具有何種化學(xué)成分，其均在沿著基材和焊珠之 間的融合線的HAZ中出現(xiàn)了大量的晶間微裂紋。Inconel 738中的HAZ裂紋與以下相關(guān)： 低溫共晶、碳化物及在焊接期間沿著晶界的其它沉淀物的初熔，隨后在焊珠凝固和冷卻期 間由于在HAZ中的拉伸殘余應(yīng)力的水平持續(xù)升高而導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展。
[0014] 正如 Alexandrov B. T.，Hope A. T.，Soward J. W.，Lippold J. C.和 McCracken S. S, Weldability Studies of High-Cr, Ni-base Filler Metals for Power Generation Applications, Welding in the world, Vol. 55, n0 3/4, pp. 65-76, 2011 (Doc. IIff-2111, ex Doc. IX-2313-09)所示，缺少低溫共晶和快速冷卻不會實現(xiàn)完全的裂縫回填。Si整體含量 高達(dá)2. 75%的標(biāo)準(zhǔn)鈷基焊接材料的高熔化溫度超過了 Inconel 738的初熔溫度，使過熱增 加并使HAZ中的裂紋加重。這些焊縫的焊后熱處理（PWHT)造成額外的HAZ中的應(yīng)變時效 裂紋。一些裂紋擴(kuò)展到焊縫中。
[0015] 因此，目前只有將 Inconel 738、Inconel 713、GTD 111、GTD 222、Rene 80 和其 它沉淀硬化多晶和定向凝固高Y '高溫合金、以及MarM247、Rene 80、CMSX 4、CMSX 10、 Rene N5和其它單晶材料預(yù)熱至溫度超過900°C才能得到無裂紋焊縫。US5, 897, 801、 US6, 659, 332和CA1207137中教導(dǎo)了用高溫進(jìn)行焊接的方法。然而，焊接前進(jìn)行部分預(yù)熱導(dǎo) 致了焊接操作的成本增加及生產(chǎn)力下降。
[0016] 基于上文所述，期望焊接高溫合金的不同方法，其可以最小化或消除預(yù)熱需要并 能夠最小化或消除HAZ裂紋。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過擇性分離某些元素，可以利用有時也稱為 熔化或凝固范圍的熔化（液相線）和凝固（固相線）溫度之差來實現(xiàn)高溫合金的優(yōu)異的可 焊性和焊接接頭的性能。
[0017] 已知現(xiàn)有技術(shù)中有多種類型的復(fù)合焊絲。例如，在US 5569546中公開的復(fù)合焊絲 通過燒結(jié)粉末得到，所述粉末即下述混合物：約50-90wt. %的Co基合金和約10-50wt. %的 Ni 基合金，該基本由 1. 5-2. 5wt. % B、2_5wt. % Al、2_4wt. % Ta、14_17wt. % Cr、8_12wt· % Co以及余量的Ni和不可避免的粉末雜質(zhì)組成。硼用作熔點抑制劑，使得可以對鈷基合金制 造的物品進(jìn)行焊接。然而，硼降低了鈷、鎳和鐵基合金的延展性。因此該專利教導(dǎo)了通過燒 結(jié)粉末制造該填充焊絲。這在實踐中是昂貴且耗時的方法。
[0018] AMS 手冊，Welding, Brazing and Soldering,第 6 卷，PP.719,FR2746046,CA 2442335和CN 1408501所述的藥芯焊絲和焊絲同樣屬于一般類別的復(fù)合填充材料。藥芯焊 絲和焊絲包括填充有不同熔渣形成材料、穩(wěn)弧劑、脫氧劑和金屬粉末的金屬殼。復(fù)合焊芯可 使用高效方法由眾多的粉末變體制成。不幸的是，這些填充材料的直徑范圍為4-8_，不能 將其用于修復(fù)和制造壁厚為l_3mm的渦輪發(fā)動機(jī)組件。
[0019] 雙金屬復(fù)合焊絲在芯和殼之間具有良好的冶金結(jié)合，而其可僅用高延展性材料如 銅和不銹鋼根據(jù)RU 2122908拉伸而制成。
[0020] JP 2007331006、JP 2006281315、JP 62199287 和 KR 20090040856 公開了復(fù)合銅 鍍焊絲。這些焊絲具有不同的化學(xué)組成并可從全球不同供應(yīng)商處獲得。然而，銅顯著地降 低了鎳基高溫合金的焊接接頭的工作溫度。因此，它們不適于渦輪發(fā)動機(jī)組件的修復(fù)。
[0021] CN 1822246的銀-銅涂層焊絲由于鎳和鈷基高溫合金相互作用的冶金特性而同 樣不適于渦輪發(fā)動機(jī)組件的焊接。
[0022] CN 101407004、CN 201357293和JP 2007245185的鈦表面涂層未有效降低填充材 料的熔化溫度。
[0023] CN 101244489的焊絲的具有由MnCl2、CaCl2、MnO2和ZnO制成的活性劑的涂層對 沉淀硬化高溫合金的HAZ裂紋防止是無效的。
[0024] CN 1822246、RU 2415742和RU 2294272的復(fù)合焊絲和焊絲具有包含活性焊劑的 內(nèi)外涂層以減少水分吸收。這些復(fù)合焊絲也可以含有金屬涂層。然而，這些填充焊絲不能 在沉淀硬化高溫合金上產(chǎn)生無缺陷焊縫，這是由于不降低熔化溫度的吸濕成分造成了高熔 化溫度和熱影響區(qū)過熱。
[0025] 因此，由于已知的填充焊絲的制造和使用存在技術(shù)困難，采用GTAW焊接將含有高 含量熔點抑制劑的填充焊絲或焊絲用于渦輪發(fā)動機(jī)組件的焊接修復(fù)幾乎沒有或根本沒有 可用性。另外目前沒有填充焊絲在不預(yù)熱的情況下可用于在Inconel 738和其它高γ '高 溫合金上產(chǎn)生無裂紋焊點。只有AMS 4777以釬焊鑄棒的形式市售。然而，這些棒的低熔化 溫度導(dǎo)致其不適于修復(fù)高壓渦輪（HPT)發(fā)動機(jī)組件。
[0026] 基于前述，開發(fā)有效用于下述的復(fù)合焊絲會是有益的，所述復(fù)合焊絲有效用于在 沉淀硬化高溫合金上進(jìn)行熔焊和TIG(GTAW)硬釬焊，該沉淀硬化高溫合金在HAZ中容易開 裂并且之前暴露于釬焊、LPM tm或ADH修復(fù)。
[0027] 發(fā)明簡述
[0028] 我們發(fā)現(xiàn)如下復(fù)合焊絲，所述復(fù)合焊絲由延性焊芯和外表層構(gòu)成，所述延性焊芯 包含基于Ni、Co、Fe族的合金中的至少一種，所述外表層富含選自B、Si、或B和Si的混合 物的熔點抑制劑，所述復(fù)合焊絲在LPM?、ADH以及各種難以焊接的高溫合金和釬焊接頭上 成功地產(chǎn)生焊縫。芯和外表面中B和Si總量在本文中表述為熔點抑制劑的整體含量，在復(fù) 合焊絲中為約〇· 1-lOwt%。
[0029] 本文所描述的復(fù)合焊絲可以通過下述方法而容易獲得：對延性焊芯進(jìn)行冷/熱拉 伸組合，隨后向表層僅物理沉積和結(jié)合需要量的B和Si。現(xiàn)有技術(shù)對包含更高含量的B和 Si的嘗試受到限制，歸因于添加 B和Si造成延展性嚴(yán)重降低。因此，具有高含量的熔點抑 制劑的焊絲只能通過鑄造或燒結(jié)而制得，這在經(jīng)濟(jì)上并不劃算。此外，這些嘗試幾乎沒有解 決HAZ裂紋的出現(xiàn)。
[0030] 本文所述的復(fù)合焊絲可以通過用B和Si涂覆（coating)或涂飾（painting)市售 的標(biāo)準(zhǔn)焊絲/棒而產(chǎn)生。涂覆之后可以是熱處理。標(biāo)準(zhǔn)焊絲的使用使生產(chǎn)成本最小化。因 此，本構(gòu)思通過這些填充焊絲而降低成本并獲得高生產(chǎn)效率。
[0031] 焊芯與B和Si的表面合金化降低了熔化溫度并漸進(jìn)地提高了又稱為熔化間隔的 凝固范圍。發(fā)現(xiàn)由于在焊池凝固過程中在枝晶之間形成的具有較低固相線溫度的共晶合金 的存在，在凝固時，任何裂紋形成自愈合。此外，未觀察到修復(fù)組件的性質(zhì)變差。
[0032] 新的復(fù)合焊絲中的Si和B未降低焊縫的延展性，允許將所開發(fā)的焊絲用于預(yù)堆邊 焊。
[0033] 用復(fù)合的B和Si改性的焊絲在類似或不同材料上產(chǎn)生的焊接接頭的拉伸強(qiáng)度通 常優(yōu)于用類似材料和一些母體材料在982攝氏度（1800華氏度）下產(chǎn)生的焊縫的強(qiáng)度。
[0034] 我們觀察到在Inconel 738和其它的在環(huán)境溫度下焊接時易于斷裂而難于焊接 的高溫合金上的HAZ裂紋的消除。
[0035] 我們觀察到渦輪發(fā)動機(jī)組件和其它物品的修復(fù)成本的降低。
[0036] 根據(jù)另一個更優(yōu)的實施方案，填充焊絲可以包括延性焊芯與表層之間的過渡層， 其中熔點抑制劑含量從外表層上的最高值逐漸降低至延性焊芯材料與外表層的界面處原 始存在的水平。
[0037] 直徑超過4mm的管狀填充焊絲也可以包含沉積在內(nèi)表面上的熔點抑制劑。
[0038] 根據(jù)另一個實施方案，管狀填充焊絲和管狀填充焊棒可以包含填料粉末，所述填 料粉末包含熔點抑制劑和Ni、Co、Fe基體中的至少一種以及選自Al、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、 Cr、Mo、W、Cu、Y、Re、C、N元素的合金元素。
[0039] 制造復(fù)合填充材料的方法包括以下步驟：通過化學(xué)清洗或其它方法準(zhǔn)備延性焊芯 的表面；向延性焊芯施用含有熔點抑制劑的漿料；干燥漿料，隨后在惰性氣氛或真空中、在 高于900°C并低于延性焊芯材料的初熔溫度的溫度下進(jìn)行熱處理一段時間，所述時間對于 延性焊芯與熔點抑制劑的每一種組合通過實驗、計算或其它方法而確定；然后冷卻至環(huán)境 溫度。
[0040] 根據(jù)其它優(yōu)選的實施方案，通過又稱為硼化的滲硼、通過化學(xué)氣相沉積（CVD)、通 過物理氣相沉積（PVD)、通過電子束物理氣相沉積來產(chǎn)生富含熔點抑制劑的表層，使用下列 方法之一進(jìn)行所述滲硼：電解滲硼、液體滲硼、填充滲硼、氣體滲硼、等離子滲硼、流化床滲 硼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 圖1描述了復(fù)合焊絲的截面圖，包括延性焊芯10、富含熔點抑制劑的外表層102、 過渡層103,其中D 112是復(fù)合焊絲的外直徑，而TllO是外表層102的厚度。
[0042] 圖2描述了粉芯的填充復(fù)合焊絲200的截面圖，包括具有富含熔點抑制劑的外表 層202的延性焊芯201、同軸開口 204、具有熔點抑制劑的內(nèi)表層205，并且其中同軸開口 204可以填充有填料粉芯206。
[0043] 圖3是鎳基復(fù)合填充焊絲的截面顯微圖，所述焊絲具有通過電化學(xué)滲硼產(chǎn)生的富 硼的表層。
[0044] 圖4是鎳基復(fù)合填充焊絲的截面顯微圖，所述焊絲具有通過滲硼產(chǎn)生的富硼的表 層。
[0045] 圖5是鎳基復(fù)合填充焊絲的截面顯微圖，所述焊絲具有通過向焊芯表面施用硼漿 料、之后在1200°C溫度下進(jìn)行真空熱處理而產(chǎn)生的富硼的表層（a)和富硅的表層（b)。
[0046] 圖6是焊接前的304不銹鋼板，其具有根據(jù)US5, 156, 321的教導(dǎo)產(chǎn)生的鎳基LPMtm 頂層。
[0047] 圖7描述了 GTAW釬焊后的相同的樣品，GTAW釬焊采用硼改性的復(fù)合焊絲A，其化 學(xué)組成示于關(guān)于LPMtm的實施例。
[0048] 圖8是圖7所示樣品的顯微圖。
[0049] 圖9是LPM?沉積物與硼改性的復(fù)合焊絲A之間的熔融帶的顯微圖，所述復(fù)合焊絲 A的化學(xué)組成示于實施例。
[0050] 圖10是使用硼改性的復(fù)合焊絲B在LPMtm沉積物上產(chǎn)生的焊縫的顯微圖，所述復(fù) 合焊絲B的化學(xué)組成示于實施例。
[0051] 圖11描述了使用硼改性的復(fù)合焊絲B在Inconel 738合金上產(chǎn)生的無裂紋焊縫， 所述復(fù)合焊絲B的化學(xué)組成示于實施例。
[0052] 圖12是使用硅改性的復(fù)合焊絲C產(chǎn)生的焊縫，其化學(xué)組成示于與Rene77相關(guān)的 實施例。
[0053] 圖13描述了具有包含40%硼的表層的卷繞的復(fù)合焊絲以及在具有包含12%的硼 和余量的聚酯粘合劑的表層的底部上的焊棒的截面圖。
[0054] 發(fā)明詳述
[0055] 粘合劑：具有能夠使固體顆粒結(jié)合在一起以構(gòu)成例如含硼和/或硅的漿料和/或 涂料的粘附物的特性的材料。
[0056] 有機(jī)粘合劑：基本全部由有機(jī)化合物構(gòu)成的粘合劑。
[0057] 擴(kuò)散結(jié)合：一種物質(zhì)狀態(tài)或過程，其中由于熱激發(fā)，諸如B或Si的成分自發(fā)地移入 周圍的這些成分濃度較低的物質(zhì)，如焊芯材料。擴(kuò)散可以改變化學(xué)組成并產(chǎn)生過渡或不同 的夾層。
[0058] 高溫合金：顯示優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和在高達(dá)0. 9倍熔化溫度的高溫下的抗變形性； 良好的表面穩(wěn)定性、抗氧化性和抗腐蝕性的金屬材料。高溫合金通常具有奧氏體面心立方 晶體結(jié)構(gòu)的基質(zhì)。高溫合金大多用于制造渦輪發(fā)動機(jī)組件。
[0059] 鎳基高溫合金：其中鎳含量超過其它合金元素含量的材料。
[0060] 鈷基高溫合金：其中鈷含量超過其它合金元素含量的材料。
[0061] 鐵基高溫合金：其中鐵含量超過其它合金元素含量的材料。
[0062] 粘著結(jié)合：也稱膠粘；表層與焊芯用諸如膠水的粘合劑結(jié)合在一起的行為或方 法。
[0063] 燒結(jié)：使顆粒和可能的母體材料之間產(chǎn)生結(jié)合的方法。例如可以為粉末形式的B 和Si顆粒與焊芯之間在低于熔點的溫度下加熱時，由于原子擴(kuò)散可以產(chǎn)生燒結(jié)。例如B和 Si原子可以擴(kuò)散穿過顆粒和焊芯的界面，使二者接合在一起并且在不熔化任何成分的情況 下產(chǎn)生一個實芯片。
[0064] 焊絲：焊接填充金屬的一種形式，通常以線卷或線軸形式供應(yīng)，其根據(jù)其使用的焊 接方法而可以傳導(dǎo)或可以不傳導(dǎo)電流。
[0065] 焊棒：焊接填充金屬的一種形式，如果形成棒，其根據(jù)其使用的焊接方法而可以傳 導(dǎo)或可以不傳導(dǎo)電流。在本申請中，術(shù)語焊棒和焊絲可以互換使用，因為本發(fā)明的構(gòu)思對焊 絲和焊棒同樣適用。
[0066] GTAW-鎢極氬弧焊
[0067] 釬焊（Brazing):如下方法，其中填充金屬在高于其熔點下加熱，并通過毛細(xì)作用 在緊密貼合的修復(fù)組件接合表面之間分布。所述修復(fù)組件不被加熱至高于其熔化溫度。 [0068] 硬釬焊（Braze Welding):熔焊方法變體，其中所用的填充金屬的液相線高于 450°C并低于修復(fù)組件金屬的固相線。不同于釬焊，在硬釬焊中，填充金屬并非在毛細(xì)作用 下分布在接頭中。
[0069] 預(yù)堆邊焊：表面堆焊變體，其將堆焊金屬熔敷在一個或多個表面上以為后續(xù)完成 焊接提供冶金相容的焊接金屬。
[0070] 熱影響區(qū)域：又稱HAZ，是基體金屬未經(jīng)熔融的部分，但它們的機(jī)械性能或微觀結(jié) 構(gòu)已經(jīng)由于焊接、釬焊、低溫焊接（soldering)或切割的熱量而改變。
[0071] 熔焊：熔解基體金屬以產(chǎn)生焊縫的任何焊接方法。
[0072] 固相溫度-金屬或合金完全為固體時的最高溫度。
[0073] 液相溫度-全部金屬或合金是液體時的最低溫度。
[0074] 固-液相線范圍或熔化范圍-金屬或合金處于部分固體和部分液體狀態(tài)的整個溫 度。
[0075] 優(yōu)選實施方式
[0076] 本發(fā)明涉及用于熔焊的復(fù)合焊絲或焊棒（通常示為復(fù)合焊絲100)和制備復(fù)合焊 絲100的方法。復(fù)合焊絲100用于修復(fù)各種物品，優(yōu)選用于修復(fù)由Ni、Co和Fe基高溫合金 制造的渦輪發(fā)動機(jī)組件，先前用ADH、LPM tm或高溫釬焊修復(fù)過的定向凝固和單晶合金，以及 用標(biāo)準(zhǔn)焊接材料焊接時在HAZ中易于開裂的高溫合金。
[0077] 復(fù)合焊絲100包括圖1所示的延性焊芯101,其例如通過對具有所需化學(xué)組成的延 性的標(biāo)準(zhǔn)的或定制生產(chǎn)的鎳、鈷和鐵基合金進(jìn)行熱拉或冷拉而產(chǎn)生。復(fù)合焊絲100還包括 富含熔點抑制劑的表層102,所述熔點抑制劑例如硼，硅或這兩種化學(xué)元素的組合。所述表 層102可以包括過渡層103,這取決于制造復(fù)合焊絲100的方法。在圖1中，表層102包括 過渡層103以構(gòu)成表層102的總厚度T 110。復(fù)合焊絲100的總直徑示為D 112。
[0078] 圖2描述了為粉芯的填充復(fù)合焊絲200的焊絲的截面視圖，所述粉芯的填充復(fù)合 焊絲200包括具有富含熔點抑制劑的外表層202的延性焊芯201、同軸開口 204、具有熔點 抑制劑的內(nèi)表層205,并且其中同軸開口 204可充填有填料粉芯206。
[0079] 為了在各種高溫合金、ADH、LPMtm和釬焊接頭上實現(xiàn)焊接，當(dāng)前使用標(biāo)準(zhǔn)的和定制 的鎮(zhèn)、鉆、鐵基焊絲制造延性焊芯和延性焊棒。
[0080] 下面討論幾個生產(chǎn)圖1和2所示的具有所需厚度T 110的外表層102和202的滲 硼實例。
[0081] 例如，又稱為漿料滲硼的膏劑滲硼，其中由硼粉制成的含硼介質(zhì)與諸如醇或甲醇 的揮發(fā)性溶劑或水的混合物通過刷涂或噴涂或浸漬而施用在焊芯或焊棒的表面上。
[0082] 電解滲硼，其中在950°C的溫度下以石墨電極作為陽極將填充焊芯浸入熔融的硼 酸（H 3BO3)中，其中硼酸電化學(xué)解離所釋放的硼原子被焊芯材料吸收。
[0083] 液體滲硼，其中將填充焊芯浸入鹽浴中。填充滲硼，其中含硼的介質(zhì)是固體粉末。
[0084] 氣體滲硼，其中含硼的介質(zhì)是諸如B2H2-H2混合物的富硼氣體。
[0085] 等離子滲硼，其在低于氣體滲硼溫度的溫度下也使用富硼氣體。
[0086] 流化床滲硼，其使用特定滲硼粉末連同無氧的氣體，所述無氧的氣體例如氫氣、氮 氣及其混合物。
[0087] 化學(xué)氣相沉積（CVD)的滲硼，其中硼原子擴(kuò)散入焊芯，從而在焊芯表面形成金屬 間化合物，其中硼化層的均勻擴(kuò)散受熱-化學(xué)反應(yīng)的控制。
[0088] 物理氣相沉積的滲硼又稱為PVD法，其中富含硼材料的濺射物通過真空中的電弧 而蒸發(fā)，工作壓力為1〇_2托或更佳。該方法用硼原子產(chǎn)生了焊芯外表面的涂層，所述硼原子 在高溫下擴(kuò)散入焊芯，產(chǎn)生涂層，所述涂層的厚度通過焊芯的溫度和PVD方法的持續(xù)時間 而加以調(diào)整。電子束物理氣相沉積的滲硼又稱為EB-PVD法，該方法與PVD類似但濺射材料 的加熱和蒸發(fā)是由電子束進(jìn)行的。
[0089] 漿料滲硼、電解滲硼和填充滲硼對于制造本發(fā)明的復(fù)合填充材料而言是最經(jīng)濟(jì)劃 算的。
[0090] 在膏劑滲硼中，含有硼粉和易蒸發(fā)溶劑的漿料通過涂飾、噴涂或浸漬而施用于焊 芯，隨后在環(huán)境溫度下干燥，如果水用于生產(chǎn)漿料，則在爐中于高溫下干燥。
[0091] 這種涂層所需的厚度取決于焊芯直徑以及期望的熔點抑制劑的化學(xué)組成。
[0092] 表層中的硼、硅或者硼和硅的含量以及該層的厚度應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)復(fù)合填充焊絲中熔 點抑制劑的整體含量為〇. 1-10%，從而將該填充焊絲的熔化溫度降低到低于釬焊材料的 固-液相線范圍，所述釬焊材料用于實現(xiàn)LPM?、ADH以及用于消除Inconel 713、Inconel 738, Rene 77和其它難于焊接的具有高含量γ '相的高溫合金的HAZ裂紋。
[0093] 復(fù)合填充焊絲中低熔化溫度的抑制劑的總量取決于焊絲直徑和外表層的厚度，可 以用以下等式來估算： 「 ? " D'· Csl
[0094] Cs=-^
[0095] 其中：
[0096] Cs -熔化的焊絲中熔點抑制劑的總含量，
[0097] D' -焊絲直徑，
[0098] Ca-表層中熔點抑制劑的含量
[0099] T-表層厚度。
[0100] 干燥后，使填充焊絲或焊棒以及施用的漿料在保護(hù)氣（氬氣、氦氣或氫氣）中或在 真空中進(jìn)行熱處理，從而避免在高于900°C但低于焊芯材料的熔化溫度的溫度下該熔點抑 制劑發(fā)生氧化。該數(shù)值可以從各類合金的可得手冊中獲得。然而，在1180-1205°C的溫度范 圍內(nèi)的熱處理中實現(xiàn)最佳效果。
[0101] 如圖4和5所示，在該溫度范圍內(nèi)熱處理填充焊絲產(chǎn)生厚度T = 75-111μπι的表 層，所述表層包含過渡層103。硼含量從表面上的最大值降低至零或降低至在母體材料-過 渡層的界面處的母體材料中的初始硼含量。
[0102] 將滲硼時間從2小時提高到6小時，這使硼化層的厚度提高到140-250 μ m。這 與先前出版的 X· Dong 等人，''Microstructure and Properties of Boronizing Layer of Fe-based Powder Metallurgy Compacts Prepared by Boronizing and Sintering Simultaneously"，Science of Sintering，41 (2009) 199-207 接近。
[0103] 這些表層顯示出與焊芯的優(yōu)異結(jié)合，從而在焊接中可容易地處理復(fù)合填充焊絲和 焊棒。
[0104] 滲硼層或硼化層的厚度通過熱處理的時間和溫度進(jìn)行調(diào)整。熱處理中，硼擴(kuò)散到 基底，使表層具有對焊芯的良好結(jié)合。
[0105] 根據(jù)另一個實例，通過利用電化學(xué)方法進(jìn)行含硼的外表層的形成，其中將焊芯在 約950°C的溫度下浸入熔融的硼酸。
[0106] 滲硼過程中，硼酸解離以釋放硼原子，所述硼原子擴(kuò)散入延性焊芯的表面，形成 Ni2B及其它硼化物。在滲硼后熱處理過程中，亞穩(wěn)的Ni2B硼化物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Ni3B化合 物。也在復(fù)合填充材料的表面上及沿著晶界發(fā)生硼化物、富含硼化物的固溶體和含有高達(dá) 10 %的硼的相的沉淀。
[0107] 通過實驗發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)滲硼后在900-1000°C溫度范圍內(nèi)的熱處理過程中，在填 充焊絲的表面上形成了相對薄的硼化物層。如圖3&4所示，硼化層的厚度約為75μπι或 0. 075mm。
[0108] 根據(jù)另一個實例，含熔化溫度抑制劑的外表層是通過使用Ekabor?或由90% SiC、 5% B4C、5% KBF4組成的類似粉末進(jìn)行填充滲硼而產(chǎn)生的。在填充硼化過程中，B4C分解為 硼和碳，從而使硼擴(kuò)散入焊芯。
[0109] 放置延性焊芯使其與Ekabor粉末緊密接觸，然后在氬氣保護(hù)氣氛下加熱至 820-980°C的溫度，并保持在最優(yōu)溫度范圍內(nèi)，所述最優(yōu)溫度范圍是對每種基材進(jìn)行實驗而 選定的。浸泡時間同樣取決于焊芯的基材、表層所需的厚度以及焊芯直徑。通過對每一類 焊芯合金進(jìn)行實驗來定義最優(yōu)的熱處理時間。在擴(kuò)散周期和冷卻之后，用軟的不銹鋼絲刷 或其它清洗方法移除過量的Ekabor粉末。
[0110] 也可以通過CVD、PVD、EB-PVD及其它方法，使用對每一類材料進(jìn)行實驗而開發(fā)的 參數(shù)，從而進(jìn)行滲硼。
[0111] 硅與硼的擴(kuò)散性不同。因此，應(yīng)用硅的最有效的方法是將延性焊芯刷涂、噴涂或浸 漬入含硅的漿料中，隨后在ll〇〇°C -1200°c的溫度下進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。
[0112] 在另一個實施方案中，用有機(jī)粘合劑準(zhǔn)備硼、硅或硼-硅的粉末或液體涂料的施 用，隨后進(jìn)行靜電涂飾或刷涂，接著干燥焊絲。這產(chǎn)生表層102和焊芯101之間的粘著結(jié)合， 從而允許自動送絲（wire feeding)以便在對碳含量不敏感的或其中焊絲與碳的額外合金 化是必要的鎳基和鈷基合金上進(jìn)行焊接。
[0113] 焊接過程中，有機(jī)粘合劑蒸發(fā)并分解，從而釋放B和Si,其被焊池吸收。
[0114] 用途
[0115] 復(fù)合焊絲是使用由純度99%且粒徑1-5 μ m的硼、硅和硼-硅粉末制得的漿料和有 機(jī)粘合劑來制造的。漿料通過刷涂而施用到直徑為I. 0-1. 5mm的標(biāo)準(zhǔn)焊絲AMS 5837、AMS 5839、AMS 5801、Rene 80和Rene 142,其中AMS代表航空材料規(guī)格。復(fù)合焊絲的新名稱和 合金元素的整體含量（以wt. %表示）如下所示：
[0116] a)復(fù)合焊絲 A(由 AMS 5837 焊絲制成）：20-22 % Cr, 9-11 % Mo, 3. 5-4 % Nb, 0. 5-0. 8% B，余量為Ni和雜質(zhì)。
[0117] b)復(fù)合焊絲 B(由 AMS 5839 焊絲制成）：21-23% Cr, L 5-2. 5% Mo, 13-15% W， 0· 3-0. 5% Al, L 5-1. 8% Si,0· 5-0. 8% Mn,余量為 Ni 和雜質(zhì)。
[0118] c)復(fù)合焊絲 C(由 AMS 5801 焊絲制成）：21-23 % Cr, 21-23 % Ni, 14-15 % W， 0· 05-0. 08% La,0· 5-0. 8% B，L 2-1. 5% Si,余量為 Co 和雜質(zhì)。
[0119] d)復(fù)合焊絲 D(由 AMS 5694 焊絲制成）：23-25 % Cr, 11-13 % Ni, 1-2. 5 % B， L 2-1. 5% Si,余量為Fe和雜質(zhì)。
[0120] 干燥后，填充焊絲在最小壓力為KT4托的真空中、在1120_1250°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn) 行熱處理，浸制時間為2小時，然后在真空下隨爐冷卻。
[0121] 對產(chǎn)生的復(fù)合填充焊絲進(jìn)行的肉眼和金相檢查顯示形成厚度變化為105-175 μ m 的連續(xù)滲硼層。用該方法產(chǎn)生的焊絲的典型微結(jié)構(gòu)如圖4和5所示。
[0122] 為了對通過涂飾生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合焊絲的方法進(jìn)行示范，將100克純度99%的硼 粉與100克丙烯酸基粘合劑和150克Dowanol?溶劑相混合。小心地攪拌該混合物以得到具 有所需刷涂粘度的均勻漿料。用所述漿料對直徑Imm的焊絲刷涂兩層并靜置干燥兩小時。 干燥使溶劑蒸發(fā)，并且富硼的表層與焊芯具有優(yōu)異的結(jié)合。
[0123] 在另一個制造復(fù)合焊絲的實例中，將60克聚酯樹脂溶解于150克純丙酮中。劇烈 攪拌該溶液直到聚酯薄片完全溶解，隨后加入40克粒徑為1-5微米的Si粉。繼續(xù)攪拌，并 加入為獲得適于刷漆粘度所需的額外量的丙酮。接著用軟刷來涂飾焊絲以施加層，并靜置 在空氣中以在環(huán)境溫度下干燥15-30分鐘。丙酮蒸發(fā)后，Si和聚酯粘合劑產(chǎn)生均勻表層， 其對焊絲的內(nèi)芯具有良好的粘合，從而可以容易地處理所產(chǎn)生的焊絲而不破壞Si表層的 均勻性。
[0124] 在含10-45% B且其余為聚酯的聚酯粉體涂料中的線軸形式的復(fù)合焊絲通過以下 方法產(chǎn)生：靜電涂飾方法，之后在140-160°C溫度下爐內(nèi)固化。將表層的厚度調(diào)整為15-500 微米以產(chǎn)生B的整體含量為0. 1-10%的焊絲。使用用于靜電粉末涂料的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。用于自 動GTAW焊接的纏繞焊絲的截面示于圖13中。
[0125] 為了對使用本發(fā)明的復(fù)合焊絲的GTAW硬釬焊進(jìn)行示范，使用含有304不銹鋼、 Inconel 738基底、頂層以及釬焊接頭的樣品進(jìn)行實驗，所述頂層為如圖8所示的1-4_厚 的LPMtm沉積的頂層，所述釬焊接頭用AMS 4777釬焊合金在真空爐中進(jìn)行高溫釬焊而產(chǎn)生。
[0126] 使用具有直徑1/16英寸的非消耗鎢電極的標(biāo)準(zhǔn)CK焊槍、電極和保護(hù)修復(fù)區(qū)域不 被氧化的氬氣以及1-1. 5mm直徑的焊絲形式的本發(fā)明的復(fù)合填充材料進(jìn)行手動GTAW硬釬 焊法。根據(jù)鎢電極與樣品的距離，將焊接電流調(diào)整為20-40A范圍內(nèi)并使弧電壓在9-12V變 化。構(gòu)建焊池之后，對整個的熔融填充材料層進(jìn)行LPM tm加熱，從而避免該層產(chǎn)生局部過熱 和裂紋。
[0127] 焊接實施例1
[0128] 在鎳基LPMtm頂層中產(chǎn)生深度為1-1. 5mm的直形和圓形同軸V形槽，所述頂層施用 在304不銹鋼板上，如圖6所示。
[0129] 制造兩個圓形同軸焊縫來引發(fā)極高的殘余應(yīng)力，目的是引起LPM?開裂，類似于對 焊縫開裂易感的標(biāo)準(zhǔn)的低延性材料的測試。
[0130] 用復(fù)合焊絲A和B進(jìn)行GTAW硬釬焊。
[0131] 如圖7所示，硬釬焊不會造成LPMtm沉積物的開裂。
[0132] 如圖8所示，對"焊態(tài)"下修復(fù)區(qū)域的顯微學(xué)檢查并未發(fā)現(xiàn)裂紋和其它線形顯示。
[0133] HAZ的深度在7-8 μ m變化。如圖9所示，在1120°C溫度下的焊后熱處理之后，HAZ 中沒有發(fā)現(xiàn)微間斷。
[0134] 焊接實施例2
[0135] 為了建立LPMtm和Inconel 738 (沉淀硬化的難以焊接的高溫合金）的可修復(fù)性， 使用復(fù)合焊絲B，對在機(jī)翼凹面上具有LPMtm層的高壓渦輪（HPT)葉片進(jìn)行上文所述的GTAW 焊接，參考圖10。
[0136] 用相同填充材料同樣直接在葉片凸面的Inconel 738合金上進(jìn)行GTAW焊接。
[0137] 如圖11所示，對在LPMtm和Inconel 738上進(jìn)行GTAW硬釬焊所產(chǎn)生的焊珠的金相 檢查未發(fā)現(xiàn)在焊態(tài)中以及在1120°C溫度的熱處理后的任何不可接受的線形間斷。
[0138] 焊接實施例3
[0139] 用復(fù)合焊絲C和50-60A焊接電流的手動GTAW焊接，成功地修復(fù)了 Rene 77渦輪 導(dǎo)向葉片（NGV)上的裂紋。
[0140] 非破壞試驗（NDT)和金相檢查未發(fā)現(xiàn)在"焊態(tài)"中以及在1250°C溫度的兩⑵小 時熱處理和隨后氬氣淬火之后，沿著熔融區(qū)域的任何裂紋。
[0141] 典型的焊縫顯微圖示于圖12中。
[0142] 焊接實施例4
[0143] 用復(fù)合焊絲D和40-50A焊接電流的GTAW焊接在304不銹鋼基底上成功地進(jìn)行了 焊縫熔敷，證實了本發(fā)明的復(fù)合填充焊絲用于鐵質(zhì)材料（不銹鋼）包覆的可行性。NTD和金 相檢查未發(fā)現(xiàn)"焊態(tài)"中的沿熔融區(qū)域和焊珠的任何裂紋。
[0144] 焊接實施例5和6
[0145] 復(fù)合焊絲E和F通過下述制造：對標(biāo)準(zhǔn)焊絲Rene 80和Rene 142分別施加娃基楽 料，隨后在1200°C溫度下真空加熱處理兩（2)小時。熱處理后，復(fù)合焊絲含有以下化學(xué)元素 (以wt. %表示）。
[0146] 復(fù)合焊絲 E :9. 5wt % Co, 14wt % Cr, 4wt % W，4wt % Mo, 3wt % Al, 3. 3wt % Ta, 0· 06wt % Zr, 0· 17wt % C，5wt % Ti, 0· 3wt % Fe, 2. Iwt % Si,其余為 Ni 和雜質(zhì)。復(fù)合焊絲 F ： 12wt % Co, 6. 8wt % Cr, 4. 9wt % ff, I. 5wt % Mo, 6. Iwt % Al, 6. 3wt % Ta, 0. 02wt % Zr, 0· 02wt% C，2. 8wt% Re, I. Owt% Ti, I. 2wt% Hf，0. 2wt% Mn, I. 88wt% Si,其余為 Ni 和雜 質(zhì)。
[0147] 制造的復(fù)合焊棒E和F用于對直徑0. 50英寸的Inconel 738和MarM002條棒進(jìn) 行手動GTAW對接焊接。進(jìn)行焊接而沒有在環(huán)境溫度下的任何預(yù)熱。完善焊接參數(shù)以將稀 釋控制在40%以下。
[0148] 使焊接接頭在真空下進(jìn)行兩步的標(biāo)準(zhǔn)的老化熱處理，1120°C的溫度下兩（2)小 時，隨后845°C的溫度下二十四（24)時，并用氬氣淬火。
[0149] 制造圓形樣品并根據(jù)ASTM E21在982°C的溫度下進(jìn)行張力測試。
[0150] 樣品在機(jī)械測試前進(jìn)行放射線照相檢查。未發(fā)現(xiàn)超過0. Imm大小的顯示。
[0151] 根據(jù)ASTM E-139在982°C溫度及22KSI應(yīng)力下對樣品進(jìn)行斷裂測試。
[0152] Inconel 738標(biāo)準(zhǔn)合金和焊接接頭的機(jī)械性能示于表1中。
[0153] 表I. Inconel 738合金以及用復(fù)合焊絲E和F于982°C的溫度下在Inconel 738 和Mar M002上產(chǎn)生的焊接接頭的機(jī)械性能。

【權(quán)利要求】
1. 用于熔焊由高溫合金制造的組件的復(fù)合焊絲，所述復(fù)合焊絲包含： a) 內(nèi)焊芯； b) 施用并結(jié)合于所述內(nèi)焊芯的表層； c) 所述表層包括選自B和Si的合金元素且B和Si在所述復(fù)合焊絲中的總的整體含量 為 0? l-10wt. %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中B的總的整體含量低于4wt. %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層包含5-95wt. %的選自B和Si的所述合 金元素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層包含5-50wt. %的選自B和Si的所述合 金元素以及有機(jī)粘合劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層包含整體含量高于50 %的選自B和Si 的所述合金元素。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層包含整體含量高于75 %的選自B和Si 的所述合金元素。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層的厚度T小于所述焊絲的總直徑D的 25%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層與所述內(nèi)芯粘著結(jié)合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層通過固態(tài)燒結(jié)與所述內(nèi)芯結(jié)合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層通過擴(kuò)散結(jié)合與所述內(nèi)焊芯冶金結(jié)合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的焊絲，還包括夾在所述內(nèi)焊芯和所述表層之間的過渡層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的焊絲，其中所述表層通過B的擴(kuò)散結(jié)合至所述內(nèi)焊芯中與 所述內(nèi)芯冶金結(jié)合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的焊絲，其中所述表層通過Si的擴(kuò)散結(jié)合至所述內(nèi)焊芯中與 所述內(nèi)焊芯冶金結(jié)合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述表層通過擴(kuò)散結(jié)合方法與所述內(nèi)芯冶金結(jié) 合，所述擴(kuò)散結(jié)合方法選自：固相擴(kuò)散，固-液擴(kuò)散和液相擴(kuò)散。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的焊絲，其中在30°C至500°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行所述粘著結(jié) 合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊絲，其中在500°C至900°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行所述燒結(jié)結(jié) 合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的焊絲，其中在900°C至1400°C并低于所述內(nèi)焊芯的熔化溫 度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行所述冶金結(jié)合。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述內(nèi)芯組成選自鎳基合金、鎳基高溫合金、鈷 基合金、鈷基高溫合金、鐵基合金、鐵基高溫合金。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述內(nèi)焊芯是實芯焊絲且所述表層是外表層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中所述內(nèi)焊芯是中空管狀焊絲。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述表層是外表層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述表層是內(nèi)表層。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述表層是內(nèi)表層和外表層。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述內(nèi)表層和所述外表層與所述內(nèi)芯粘著結(jié) 合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述內(nèi)表層和所述外表層通過固態(tài)燒結(jié)與所述 內(nèi)芯結(jié)合。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的焊絲，其中所述內(nèi)表層和所述外表層通過擴(kuò)散結(jié)合與所述 內(nèi)焊芯冶金結(jié)合。
27. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊絲，其中所述粘合劑選自合成的或天然的樹脂，S卩：丙烯 酸樹脂、聚酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基-丙烯酸樹脂、醋酸乙烯酯-乙烯（VAE)、三聚氰胺樹脂、環(huán) 氧樹脂、醇酸樹脂和油。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其中采用選自以下的方法施用所述表層：涂飾、靜電 粉末涂飾、漿料涂覆、滲硼、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電子束沉積和電子束物理氣相沉 積。
29. 制造復(fù)合焊絲的方法，所述焊絲用于熔焊高溫合金組件，所述方法包括以下步驟： a) 制造用于接收表層的內(nèi)焊芯； b) 將表層沉積至焊絲上，所述表層包括選自B和Si的元素，使得B和Si在所述復(fù)合焊 絲中的總的整體含量為〇. l-l〇wt. % ; c) 將所述表層與所述內(nèi)焊芯結(jié)合。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述表層包括粘合劑。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，還包括沉積表層的步驟，所述步驟選自涂飾、漿料 涂覆、靜電粉末涂覆、滲硼、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電子束沉積和電子束物理氣相沉 積。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，還包括清洗所述內(nèi)焊芯的表面的步驟。
33. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的制造焊絲的方法，其中所述結(jié)合步驟包括在30°C至500°C 的溫度范圍內(nèi)對所述焊絲進(jìn)行熱處理以使所述表層與所述內(nèi)芯粘著結(jié)合。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的制造實心焊絲的方法，其中所述結(jié)合步驟包括在500°C至 900°C的溫度范圍內(nèi)對所述焊絲進(jìn)行熱處理以使所述表層與所述內(nèi)芯燒結(jié)結(jié)合。
35. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的制造實心焊絲的方法，其中所述結(jié)合步驟包括在900°C至 1400°C并低于所述內(nèi)焊芯的熔化溫度的溫度范圍內(nèi)對焊絲進(jìn)行熱處理以使所述表層與所 述內(nèi)芯冶金結(jié)合，從而使選自B和Si的元素擴(kuò)散入所述內(nèi)芯中，由此將所述內(nèi)芯與所述表 層冶金結(jié)合。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中B的總的整體含量低于4wt. %。
37. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述內(nèi)芯組成選自鎳基合金、鎳基高溫合金、鈷 基合金、鈷基高溫合金、鐵基合金、鐵基高溫合金。
【文檔編號】C23C30/00GK104428100SQ201280074548
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】亞歷山大·B·恭查洛夫, 約瑟夫·利寶地, 保羅·羅登, 斯科特·哈斯蒂 申請人:利寶地工程有限公司