北京航空航天大学科技成果——钛锆基非晶合金钎料及其制备技术
北京航空航天大学科技成果——无Ni且低Cu的Ti-Zr-Cu-Co-Fe合金钎料
北京航空航天大学科技成果——无Ni且低Cu的Ti-Zr-Cu-Co-Fe合金钎料成果简介钎焊是当今高技术中一种精密连接技术，在决定钎焊质量的众多因素中，钎料处于重要地位。
在航空航天领域，钛合金作为性能较好的轻质金属材料获得了广泛应用，其一些构件以钎焊接头的形式使用。
钛合金连接使用较普遍的是钛基钎料，这是由于其钎焊接头具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，是钛合金用钎料的理想选择。
但是由于钛合金的钎焊温度需低于其β转变温度，为降低钛基钎料熔点而加入了较多的Cu、Ni元素（普遍≥20wt%），钎焊时Cu、Ni与母材中的钛反应生成Ti-Cu、Ti-Ni等脆性金属间化合物，导致钎焊接头存在着很大的脆性，降低连接强度，使得一些钛合金钎焊构件的安全可靠性仍有所不足，并限制着钛合金钎焊构件在飞机和航空发动机上的设计与应用。
因此研发一种Cu和Ni元素总量更低同时熔点低的新型高性能急冷态钛基合金钎料，对于航空航天等高精端技术的发展具有重要意义。
该技术基于相似相异元素共存（Ti-Zr、Cu-Co和Co-Fe相似元素对）的成分设计思路，加入相似元素Co、Fe置换Ni元素以及部分置换Cu元素，获得低熔点Ti-Zr-Cu-Co-Fe非晶或者非晶/纳米晶合金钎料。
本发明无Ni且Cu含量低的Ti-Zr-Cu-Co-Fe合金钎料综合考虑了非晶形成能力，钎料的熔点和接头强度，成功设计并采用熔体旋淬法制备了无Ni且Cu含量低、液相线温度（Tl）低的新型钛锆基非晶或者非晶/纳米晶合金钎料。
其中Cu、Co、Fe合金元素的主要作用是降低钎料熔点、提高钎料的非晶形成能力以及提高接头强度。
Cu与Ti 和Zr形成共晶而获得低熔点的合金钎料，同时Cu元素可以提高钛锆基钎料合金的非晶形成能力。
Co元素依据相似相异元素共存原则（Cu-Co、Co-Fe）加入，可以提高钛锆基钎料的非晶形成能力；降低钛合金的共析转变速度，降低钎焊接头脆性，提高钎焊接头的强度。
北京航空航天大学科技成果——钛合金精密铸造陶瓷型芯材料制备技术
北京航空航天大学科技成果——钛合金精密铸造陶瓷型芯
材料制备技术
成果简介
传统钛合金铸造用陶瓷型芯材料如Al2O3、SiO2等材料存在易反应、难脱芯，而高化学稳定性的Y2O3、ZrO2等材料却价格昂贵且难以脱芯。
实验室经过多年的研究和实践，开发了稳定性较高、价格低和易水解的CaO材料为主的钛合金精密铸造陶瓷型芯材料，先后开展了对CaO型芯的成分、结构和生产工艺优化等工作。
为了解决CaO陶瓷型芯材料在生产放置中的潮解并进一步改善其与钛合金熔体的界面稳定性，实验室正在开发利用溶胶-凝胶方法制备ZrO2/Y2O3包覆CaO陶瓷型芯材料的新技术，使陶瓷型芯具有壳-核结构，有效降低了CaO型芯在放置期间的吸潮速率，同时也提高了陶瓷型芯材料与钛合金熔体作用的化学界面稳定性。
目前CaO型芯已在复杂钛合金航空铸件得到了试应用，正致力于具有复杂内腔的钛合金精密铸件的成型。
该技术获国家发明专利1项。
主要性能指标。
锆基非晶合金的制备及性能研究
锆基非晶合金是一种新型的高强度、高硬度、耐腐蚀的非晶合金材料，具有广泛的应用前景。
制备锆基非晶合金的方法主要有：熔体快淬法、喷雾热解法、熔盐电解法等。
熔体快淬法是制备非晶合金的最常用方法之一，适用于制备多种金属和非金属元素含量较低的合金。
该方法的基本原理是在高温下将金属熔体快速冷却，使熔体在液态下形成非晶态。
锆基非晶合金的制备过程中，可以通过控制熔体的成分、冷却速度和温度等因素来获得不同性能的合金。
喷雾热解法是一种制备纳米级粉末的方法，适用于制备多种金属和非金属元素含量较高的合金。
该方法的基本原理是将金属溶液雾化成微米级颗粒，然后在高温下烧结成非晶态。
在喷雾热解法的应用中，可以将锆基溶液雾化成微米级颗粒，然后通过熔体快淬法制备成锆基非晶合金。
熔盐电解法是一种制备高纯度金属的方法，适用于制备高纯度的锆基非晶合金。
该方法的基本原理是将金属离子在熔融的盐溶液中电解还原成金属单质，形成非晶态。
在熔盐电解法的应用中，可以通过控制电解条件、盐溶液的成分和浓度等因素来获得高纯度的锆基非晶合金。
除了以上三种方法，还可以通过物理气相沉积、化学气相沉积等方法制备锆基非晶合金。
总之，锆基非晶合金的制备方法多种多样，可以根据具体应用场景和要求选择合适的制备方法。
在制备过程中，需要注意控制工艺参数，以确保获得高质量的合金材料。
北京航空航天大学科技成果——新型高硬度镍钛基合金
北京航空航天大学科技成果——新型高硬度镍钛基合金项目简介在航空、航天、机械、石油、化工、电力、海洋等装备制造业中，存在大量耐摩擦磨损的金属机械零部件，比如轴承或齿轮等。
这些金属零部件需要具有高硬度、高强度、耐摩擦磨损性能，以及优良的耐腐蚀性能等。
现有高硬度轴承及齿轮材料多采用高弹模、硬质合金以提高其耐磨性及延长使用寿命，如常用的GCr15、M50钢等。
然而高弹模、硬质合金在负载情况下，可恢复应变通常小于1%，一旦轴承服役瞬态局部点遭遇过载冲击，轴承在循环高接触压力下易发生破坏性的布氏压痕、表面疲劳剥落等状况，引起轴承及齿轮失效。
研究发现，低弹模、高硬度材质比传统高硬度、高弹模材料具有更高的耐过载损伤及更长的磨损寿命。
高硬度镍钛基合金是一种富Ni的合金（Ni>52at%），具有高硬度、低弹模特性。
目前制约高硬度镍钛基合金应用的因素是其存在热处理淬裂，及服役过程组织退化导致硬度大幅度下降等问题。
高硬度镍钛基合金的主要强化相为Ni4Ti3相，但随着时效温度升高和时效时间延长，亚稳的Ni4Ti3相会发生长大分解为Ni3Ti2相和Ni3Ti相，从而合金硬度下降。
因而高硬度镍钛基合金目前的最高使用温度为400℃，这也限制了其在工业中的应用。
因此，虽然高硬度镍钛基合金具有较大的成为优秀轴承材料的潜力，但目前还需要进一步改善其性能。
针对上述问题，本成果开发一种新型高硬度镍钛基合金。
技术描述NiTi合金的透射电子显微图本成果是在二元富镍的镍钛基合金的基础上，适当降低Ni或Ti 元素的含量，加入一定的Al、Nb、Hf、Ta、Zr、Mo、Co合金元素，在保持富镍的镍钛基合金各项性能的同时提高硬度、高温稳定性、抗磨损、耐腐蚀等特性；或加入一定的V、Cu、Hf、Fe、Cr合金元素，提高镍钛基合金的韧性，从而改善合金的加工性能。
通过对合金组分的设计，对上述合金元素的强化机理，尤其是多元合金元素的复合强化机理进行了研究和验证，得到性能更加优化的镍钛基合金。
锆基非晶合金及其制备方法[发明专利]
![锆基非晶合金及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bba6308c9b6648d7c0c7465b.png)
专利名称：锆基非晶合金及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：陈谷芳,赵仙兰,张道,胡在雄,袁晓波,蒋益民,李军旗申请号：CN201510252553.0
申请日：20150518
公开号：CN106282850A
公开日：
20170104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种锆基非晶合金，其组成为：ZrCuAlNiTiM，其中a、b、c、d、e、f为各元素在所述锆基非晶合金中对应的原子百分比含量，其分别为：
50≤a≤55，25≤b≤30，15≤c≤24，0.1≤d≤9，0.1≤e≤5，0.1≤f≤5，a+b+c+d+e+f≤100，M为稀土元素Sc、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种。
本发明还提供一种制备该锆基非晶合金的方法。
申请人：基准精密工业(惠州)有限公司
地址：516100 广东省惠州市博罗县龙溪镇夏寮村委会大门村小组十二沟地段
国籍：CN
代理机构：深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司
代理人：谢志为
更多信息请下载全文后查看。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京航空航天大学科技成果——钛锆基非晶合金钎
料及其制备技术
成果简介
非晶合金具有独特的力学、物理和化学性能，作为一种新型金属材料得到了广泛关注，其重要应用之一是用作材料钎焊连接时的钎料。
现有非晶合金钎料主要包括镍基、钛基、铜基等合金系。
其中，钛基非晶合金钎料活性高，所获得的钎焊接头耐蚀性好，钎焊工艺性能良好，在钛合金、金属间化合物、功能陶瓷等新型材料钎焊连接方面表现出较大的优势。
现有钛基非晶合金钎料中含有较多的Cu、Ni作为主要的降熔元素，有利于钛基非晶合金的形成。
但是，较多的Cu和Ni元素使得钛合金钎焊接头在钎焊过程中产生大量的脆性金属间化合物，降低了钎焊接头的力学性能。
虽然有关研究成果钎焊接头抗剪切得到提高，但是钎料成分中存在少量的Si元素，在钛合金的焊接过程中Si元素扩散至钎焊接头中心并发生富集。
因此，为了进一步提高钎焊接头的性能，迫切需要开发低Cu和Ni含量且不含Si元素的钛锆基非晶合金钎料。
针对上述问题，本项目研制了一种低Cu和Ni含量且不含Si元素，同时具有适当的熔化温度区间，钎焊接头性能好，不含贵金属、有毒元素的新型钛锆基非晶合金钎料，解决现有技术中钛锆基非晶合金钎料Cu、Ni含量高导致钎焊接头力学性能较差以及Si元素扩散产生富集等问题。
技术描述
具体制备技术包括有下列步骤：
一、称取金属单质原料；
二、熔炼制备母合金；
三、采用熔体旋淬法制备非晶合金薄带。
本技术的优势是：
1、Cu和Ni含量低，原子百分比之和低于20%，钎焊接头处生成脆性金属间化合物少，有利于提高钛合金钎焊接头的力学性能。
2、不含Si元素，仍表现出良好的润湿性；与含Si钎料相比，进一步提高了钎焊接头的抗剪切强度和耐腐蚀性能，降低了钎焊接头的硬度，提高了接头韧性。
3、薄带厚度均匀、连续、具有平整的表面和边缘以及良好的柔韧性，满足多种材料的钎焊连接要求。