不同鋼種材料或鐵基合金材料的物體通常通過釬焊或用鎳基或銅基釬焊材料進行釬焊。下文使用術(shù)語釬焊，但應(yīng)理解該術(shù)語還包括焊接。釬焊是一種連接金屬部件的過程，但釬焊也可用于密封物體或涂層物體。釬焊溫度低于基材的原始固相線溫度。在材料釬焊過程中，釬焊材料在熱處理過程中完全或部分熔化。

 傳統(tǒng)的鐵基材料的釬焊是通過鎳基或銅基釬焊材料進行的，并且這些釬焊材料會引起腐蝕，例如由于電極電位的差異。當釬焊物體暴露在化學腐蝕性環(huán)境中時，腐蝕問題會加劇。由于法規(guī)的原因，鎳基或銅基釬焊材料的使用在許多食品應(yīng)用中也可能受到限制。

一個問題是涂層或釬焊材料的熔融溫度范圍。在選擇釬焊材料或涂層材料時，考慮因素基于合金和基材的固相線或液相線溫度。最近，鐵基釬焊材料已被開發(fā)用于傳統(tǒng)不銹鋼的釬焊對象。這些鐵基釬焊材料功能良好，但是當釬焊溫度范圍很寬時，所獲得的產(chǎn)品就有發(fā)生缺陷的風險。干凈的元素具有尖銳的熔點，但合金在每個定義的合金中都包含許多不同的元素，因此通常具有較寬的熔化間隔。

在開發(fā)釬焊材料時存在許多重要的性能。其中之一是釬焊溫度。高釬焊溫度通常與高機械強度或其他對釬焊接頭很重要的特性有關(guān)，但它也有一些缺點。高溫可能會降低基材的性能，例如晶粒生長、材料中相的形成、通過元素從填料擴散到基材而從釬焊填料到基材的大量沖擊以及基材性能的其他變化。高溫也可能增加基材侵蝕的風險。成本也與高溫有關(guān)，因為需要更多的能量輸入和更昂貴的熔爐。高溫也使爐子磨損更大，這增加了成本。開發(fā)鐵基釬焊材料的正常方法是使用Si和/或B作為熔點抑制劑。硼對熔點有相當大的影響，但也有很多缺點，如容易形成硼化鉻。因此，不要使用過多的硼非常重要。硼化鉻的形成減少了基材中鉻的含量，從而降低了基材的耐腐蝕性和其他性能。因此，當鉻是合金的元素之一時，通常沒有或非常少量的硼是最佳選擇。硅也用于降低熔點;然而，硅本身作為熔點抑制劑，與例如B相比沒有那么大的影響。因此，如果單獨使用硅作為熔點降低，則必須使用相當大量的硅。硅也可能形成自殺，為什么大量硅可能會導(dǎo)致問題。一種可用作熔點抑制劑的元素是磷。如果只有釬焊溫度很重要，磷可能是一個不錯的選擇，因為它對熔點有很大的影響。然而，含有大量磷的釬焊接頭通常非常脆弱，因此強度相當?shù)?。磷光體還可以形成磷化物，例如磷化鐵，這些磷化物很脆弱，會降低釬焊填料和基材的強度。令人驚訝的是，當與包含Si和P的新型混合物進行合金化時，發(fā)現(xiàn)了一種新型的鐵基釬焊填料，其熔化間隔低，沒有Si和P添加劑的負面影響或非常低。該合金還具有另一個令人驚訝的積極特性 - 熔化間隔窄，這在釬焊時非常積極。原因是希望釬焊填料中的所有元素幾乎同時熔化。另一個積極的性質(zhì)是本發(fā)明的填料對表面潤濕性非常好并且具有很大的流動性

本文涉及一種鐵基釬焊材料，其合金基本上含有15-30重量%的合金，在此重量%、鉻（Cr）、0-5.0重量%錳（Mn）、9-30重量%鎳（Ni）、0-4.0重量%鉬（Mo）、0-1.0重量%氮（N）、1.0-7.0重量%硅（Si）， 0至0.2wt硼（B），1.0至7.0wt%磷（P），任選0.0至2.5wt%選自釩（V），鈦（Ti），鎢（W），鋁（Al），鈮（Nb），鉿（Hf）和鉭（Ta）組成的組中的每種元素的0.0至2.5wt%;合金與Fe平衡，少量不可避免的污染元素;其中Si和P的量對降低熔點溫度有效。

根據(jù)本文的一個替代方面，所述元素中的任何一種都可以選自碳（C）、釩（V）、鈦（Ti）、鎢（W）、鋁（Al）、鈮（Nb）、鉿（Hf）和鉭（Ta）組成的組，并且其量在約0至1.5重量%的范圍內(nèi)。所述污染元素可以是碳（C）、氧（O）和硫（S）中的任意一種。根據(jù)另一種選擇，錳可以存在于合金中，其量在0.1至5.0wt%錳的范圍內(nèi)。根據(jù)另一種選擇，錳可能存在于合金中，其量在0.1至4.5重量%的范圍內(nèi)。根據(jù)另一種備選方案，合金可含有約18至約26重量%范圍內(nèi)的鉻或約9.0至約20重量%范圍內(nèi)的鎳或約0.5至約3.5重量%范圍內(nèi)的鉬或其組合。根據(jù)另一種選擇，該合金可含有約9.0至約18.0重量%范圍內(nèi)的鎳。根據(jù)進一步的替代方案，合金可含有約2.0至約6.0重量%范圍內(nèi)的硅或約0至約0.1重量%范圍內(nèi)的硼或約2.0至約6.0重量%范圍內(nèi)的磷或其組合。該合金可含有約2.5至約6.0重量%范圍內(nèi)的硅和約3.5至約6.0重量%范圍內(nèi)的磷，所述釬焊材料可包括主要由以下合金組成的合金：16-18重量%鉻（Cr）;1.5 至 2.0 wt % 錳 （Mn）;11 至 17 wt % 鎳 （Ni）;1.5 至 2.5 wt % 鉬 （Mo）;0 至 1.0 wt % 氮 （N）;3.0 至 5.0 wt % 硅 （Si）;0 至 0.2 wt % 硼 （B）;4.0 至 5.5 wt % 磷 （P）;任選的0.0至2.5重量%選自釩（V）、鈦（Ti）、鎢（W）、鋁（Al）、鈮（Nb）、鉿（Hf）和鉭（Ta）組成的組中的一種或多種元素的每種;合金與Fe平衡，少量不可避免的污染元素;其中Si和P的量對降低熔點溫度有效，鐵基釬焊材料包括基本上由以下鐵基合金組成的：（i）16至21重量%的鉻（Cr）;（ii） 0.5 至 2.0 wt % 錳 （Mn）;（iii） 11至17重量%鎳（Ni）;（iv） 0.5至2.1重量%鉬（Mo）;（v） 0 至 1.0 wt % 氮 （N）;（六） 3.8 至 5.0 wt % 硅 （Si）;（七） 0至0.2重量%硼（B）;（八） 4.8至5.3重量%磷（P）;其中Si和P的量對降低熔點溫度有效。合金可以具有固相線溫度和75°C或更低的液相線溫度，并且合金可以通過氣體霧化，水霧化或熔融紡絲中的至少一種生產(chǎn)，一種不銹鋼制品的釬焊方法包括：提供一種釬焊材料。釬焊材料包括主要由以下部分組成的鐵基合金：（i） 16 至 21 wt % 鉻 （Cr）;（ii） 0.5 至 2.0 wt % 錳 （Mn）;（iii） 11至17重量%鎳（Ni）;（iv） 0.5至2.1重量%鉬（Mo）;（v） 0 至 1.0 wt % 氮 （N）;（六） 3.8 至 5.0 wt % 硅 （Si）;（七） 0至0.2重量%硼（B）;（八） 4.8至5.3重量%磷（P）;其中Si和P的量對降低熔點溫度有效。該方法還包括：（i）將釬焊材料涂在不銹鋼部件上;（三） 組裝零件;（iv）在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空或其組合中加熱步驟（ii）或步驟（iii）中的部件，溫度至少為250°C至少10分鐘，然后將部件加熱至低于1080°C的溫度至少10分鐘， 然后將零件加熱到低于約1200°C的溫度至少5分鐘，將步驟（iv）中的部件在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空中或其組合中加熱，溫度至少為250°C.至少10分鐘，然后將部件加熱至溫度低于1080°C至少30分鐘， 然后將零件加熱到大約 1100°C 的溫度少于 720 分鐘，然后冷卻零件。釬焊制品可以通過上述方法獲得，并且制品可以是板式換熱器。合金可以通過氣體霧化或水霧化或熔融紡絲制造。

如上所述，釬焊溫度優(yōu)選低于待釬焊零件材料的原始固相線溫度。釬焊循環(huán)涉及釬焊材料的熔化和凝固。對于非常特殊的材料，熔化溫度和凝固溫度可能是相同的，但通常的情況是材料在熔化的溫度范圍內(nèi)熔化，并在另一個凝固溫度范圍內(nèi)凝固。固相線態(tài)和液相線態(tài)之間的溫度范圍在此定義為固相線態(tài)和液相線態(tài)之間的溫差，并以°C為單位進行測量。本發(fā)明的釬焊材料的一個組合物范圍具有固相態(tài)和液相線態(tài)之間的溫差，其根據(jù)本發(fā)明的一個替代方面為200°C或更低。根據(jù)釬焊材料的另一種替代成分范圍，該合金在固相線溫度和液相線溫度之間具有150°C或更低的差。根據(jù)釬焊材料的另一種替代成分范圍，合金在固相線溫度和液相線溫度之間具有100°C或更低的差。根據(jù)釬焊材料的另一種替代成分范圍，合金的固相線溫度和液相線溫度之間的差異為75°C或更低。根據(jù)釬焊材料的另一種替代成分范圍，該合金在固相線溫度和液相線溫度之間具有50°C或更低的差異。根據(jù)釬焊材料的另一種替代組成范圍，該合金的固相線溫度與液相線溫度之間的差異為45°C或更低。

所述鐵基釬焊材料可以制造為糊狀物。本發(fā)明的鐵基釬焊膏可包括鐵基釬焊材料和水性粘結(jié)劑體系或有機粘結(jié)劑體系。粘合劑體系可包括溶劑，其可以是親水的或疏水的，即水基或油基。油基粘合劑可以是聚合物，例如聚（met）丙烯酸酯等，也可以是生物聚合物，例如纖維素衍生物，淀粉，蠟等。根據(jù)另一種備選方案，本發(fā)明的鐵基釬焊膏可包括鐵基釬焊材料和水性粘合劑系統(tǒng)或基于溶劑如水、油或其組合的有機粘合劑系統(tǒng)。膏體中所含的合金可以是粉末、顆粒等形式。

真空釬焊還涉及一種不銹鋼制品的釬焊方法，包括以下步驟：步驟（i）釬焊材料涂在不銹鋼部件上;步驟（ii）可選地組裝零件;步驟（iii）在非氧化性氣氛、還原性氣氛、真空中或其組合中將步驟（i）或步驟（ii）中的部件加熱至至少250°C的溫度至少10分鐘，然后將部件加熱至低于1080°C的溫度至少10分鐘， 將零件加熱至低于約1200°C的溫度至少5分鐘，然后冷卻零件;任選地重復(fù)步驟（i）、步驟（ii）和步驟（iii）中的一個或多個。不同的釬焊產(chǎn)品需要不同的釬焊程序;有些產(chǎn)品只需通過步驟（i），步驟（ii）和步驟（iii）即可釬焊，但其他產(chǎn)品更復(fù)雜，步驟（i），步驟（ii）和步驟（iii）中的一個或多個需要重復(fù)步驟（iv）所示。

根據(jù)本發(fā)明的替代方案，該方法還可以包括將步驟（iii）中的部件在非氧化氣氛、還原氣氛、真空中或其組合中加熱，溫度至少為250°C至少10分鐘，然后將部件加熱至低于1080°C的溫度至少30分鐘， 然后將零件加熱至約1100°C的溫度少于720分鐘，然后冷卻零件。

一種替代方法，在冷卻部件之前，可將部件加熱至超過約1100°C的溫度少于360分鐘。另一種替代方法，在冷卻部件之前，可將部件加熱至超過約1100°C的溫度少于180分鐘。

1：該方法還可以包括將步驟中的部件在約1040°C至約1190°C范圍內(nèi)的溫度下釬焊少于30分鐘。

2：該方法還可以包括將步驟中的部件在約1040°C至約1190°C范圍內(nèi)的溫度下釬焊少于20分鐘。

3：該方法還可以包括將步驟中的部件在約1040°C至約1190°C范圍內(nèi)的溫度下釬焊至少1分鐘。

4：該方法還可以包括在約1100°C至約1180°C范圍內(nèi)的溫度范圍內(nèi)將部件釬焊至少1分鐘。

該方法還可以包括將步驟（iii）中的部件預(yù)熱至低于1050°C的溫度，然后再加熱至高于1100°C的溫度至少5分鐘。然后在高于950°C的溫度下對零件進行熱處理至少20分鐘，這可以在釬焊循環(huán)中進行，也可以在釬焊后進行，例如在第二個加熱源處。

根據(jù)另一種備選方案，釬焊材料可以作為粉末噴涂在表面上，其連接起來，例如通過噴槍噴槍、滾動、刷涂、熱噴涂，例如高速氧燃料（HVOF）等，或者表面、接頭等可以通過熔體涂覆。

鐵基釬焊填料可以借助毛細管力破壞器應(yīng)用于平面或大表面。毛細管斷力器可以是凹槽、跡線、路徑、通道、“v”形或“U”形軌道或路徑等形式，也可以是網(wǎng)狀等。鐵基釬焊填料可以施加到毛細管力斷路器中，即進入凹槽、跡線、路徑、通道、“V”形或“U”形軌道、路徑、網(wǎng)等，或者釬焊填料可以施加在毛細管力斷路器附近。在加熱過程中，施加的鐵基釬焊填充材料將流向毛細管力可能斷裂的區(qū)域，并將彼此相鄰的表面釬焊在一起。因此，釬焊區(qū)域在平面之間提供釬焊、密封或緊密縫隙、接頭等，否則很難均勻釬焊。毛細管力破壞器還可以釬焊具有大縫隙的表面、具有奇怪形狀的零件等。

當釬焊材料被施加在靠近毛細管力斷路器的兩個部件之間時，流動的粘性釬焊材料將停止流動運動并設(shè)置在毛細管力斷路器的邊緣。反應(yīng)器通道可用作毛細管力斷路器。具有反應(yīng)器通道的板與釬焊材料一起施加，并且將阻隔板等與反應(yīng)器通道板接觸。流動的釬焊材料將停止并設(shè)置在反應(yīng)器通道的邊界處，這將反應(yīng)器板密封在阻擋板上，而不會用固定的釬焊材料填充反應(yīng)器通道。

 釬焊材料可以在兩個邊界表面之間流動多遠部分取決于釬焊材料的凝固時間和表面之間的距離，以及釬焊材料的量。由于釬焊材料“粘”在每個要釬焊的表面上，因此表面之間的中間空間變小。隨著中間空間變小，同時釬焊材料凝固，釬焊材料在兩者之間流動也變得更加困難。所需量的釬焊材料供應(yīng)給接觸點，這些接觸點將以任何描述或其他方式釬焊在一起。釬焊材料可能覆蓋的區(qū)域可能比接觸點稍大。接觸接頭點的直徑可能至少為 0.5 mm。由于釬焊過程是金屬工藝，并且用于釬焊的相應(yīng)表面采用金屬材料的形式，因此在釬焊過程中，鐵基釬焊材料會擴散到邊界表面，這些表面將被釬焊在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，兩個連接表面之間的接縫或接縫在釬焊過程中或多或少會“消失”。釬焊接縫與金屬零件的表面將成為一個整體，合金的材料成分只有很小的變化。

在釬焊過程中，釬焊材料將通過毛細管力遷移到要通過釬焊連接的區(qū)域。本文的釬焊材料具有良好的潤濕性和良好的流動性，這將導(dǎo)致釬焊區(qū)域周圍的殘余合金會很小。根據(jù)一種替代方案，釬焊后的殘余合金在應(yīng)用表面上的厚度將小于0.1毫米。