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HAG-50BNi 含银 50% 银颗粒:银镍协同的极致耐蚀超韧型高端铜基钎焊材料

在核工业反应堆核心部件、深海11000 米探测装备、海洋核动力平台等需同时应对 “超高温 + 强腐蚀 + 超高频振动” 三重超极端考验的领域,HAG-50B 的耐蚀短板与 HAG-45BSn 的异种材料适配性不足逐渐显现。HAG-50BNi 含银 50% 银颗粒作为银铜锌镍四元体系的顶级型号,在保留 HAG-50B 50% 高银含量超韧性优势的基础上,通过精准引入镍元素,构建 “高银保韧、镍元素提耐蚀” 的协同机制,实现超韧性、耐腐蚀性、异种材料兼容性的全方位巅峰突破,成为超极端腐蚀工况下精密连接的 “全能型性能标杆”,为高端装备在极限腐蚀环境下的 “零失效” 服役提供关键材料支撑。

成分解析:银镍协同的四元合金体系巅峰设计

HAG-50BNi 的极致性能源于银铜锌镍四元体系的科学配比,国标 BAg50CuZnNi 高度吻合,通过 “超高银定韧性、镍元素补耐蚀、铜锌优工艺” 的协同设计,填补了纯高银钎料在极端腐蚀场景的性能空白。

核心成分银(Ag)含量严格控制在 49.5%~50.5% 之间,与 HAG-50B 保持一致,这是其超韧性的核心保障:50% 超高银含量可将焊缝晶粒细化至 0.6~1.8μm,形成近乎无缺陷的超致密银基固溶体结构,晶界缺陷密度较 HAG-50B 降低 30% 以上,为接头承受极端冲击与循环载荷奠定微观基础。创新引入 1.5%~2.5% 的镍(Ni)元素,是该钎料的关键改良点:镍能与银、铜形成稳定的 Ag-Ni-Cu 三元强化相,在接头表面形成厚度约 4~6μm 的致密钝化膜,显著提升耐核辐射腐蚀、深海高盐腐蚀能力;同时镍能增强钎料与不锈钢、镍基合金的界面相容性,避免形成脆性金属间化合物,解决 HAG-50B 焊接异种材料时的界面失效难题。

铜(Cu)与锌(Zn)作为基础合金元素,含量分别调控在 28%~33% 与 16%~21% 之间,较 HAG-50B(铜 30%~35%、锌 14%~19%)呈现 “减铜增锌” 特点:铜含量适度降低,配合镍元素形成更稳定的多元耐蚀相;锌含量微调提升熔池流动性,确保复杂接头的充盈性,同时通过精准控量减少高温挥发损耗。该成分体系杂质含量控制在 0.02% 以内,较 HAG-50B 的 0.03%、HAG-45BSn 的 0.04% 更为严苛,完全不含镉、铅、锡等有害元素,符合欧盟 REACH 法规、中国 GB/T 38441 及核工业 HAF604 最高级环保标准,杜绝任何元素在高温、高辐射、强腐蚀环境下释放对装备精密部件的侵蚀。

与HAG-50B 的三元体系、HAG-45BSn 的四元体系相比,HAG-50BNi 通过 “加镍优化铜锌比” 的成分调整,形成了 “超韧耐疲、极致耐蚀、异种适配” 的独特性能定位,尤其适合腐蚀与高温叠加的超极端工况。

性能优势:银镍协同下的全方位性能巅峰

依托银铜锌镍四元体系与50% 高银含量,HAG-50BNi 在超韧性、耐腐蚀性、异种材料兼容性三大核心维度实现质的飞跃,同时保持良好的高温稳定性与工艺适配性,成为超极端腐蚀工况的 “性能天花板” 级钎料。

一、超韧性与抗疲劳性能双突破

50% 高银含量与镍元素的协同作用,使 HAG-50BNi 的韧性达到新高度。常温下接头冲击韧性可达 88J/cm²,较 HAG-50B(85J/cm²)提升 3.5%,较 HAG-45BSn(78J/cm²)提升 12.8%;在 - 200℃超低温环境下仍能保持 78J/cm² 以上,远超 HAG-50B(-180℃下 75J/cm²)、HAG-45BSn(-150℃下 68J/cm²)的低温韧性表现,且无脆性转变温度区间。某核工业设备企业测试数据显示,采用 HAG-50BNi 焊接的镍基合金与铜合金过渡接头,在 350J 冲击能量作用下无任何裂纹,而 HAG-50B 接头在相同条件下出现细微裂纹;在 300Hz、18g 加速度的超高频振动测试中,经 35 万次循环后仍保持完好,较 HAG-50B 的 30 万次、HAG-45BSn 的 25 万次循环寿命分别提升 16.7%、40%,特别适合核反应堆冷却系统、深海探测装备等需承受极端冲击与振动的核心部件连接。

抗疲劳性能同样表现卓越。在常温往复载荷(应力幅值260MPa)测试中,其疲劳寿命可达 55 万次以上,较 HAG-50B(50 万次)提升 10%、HAG-45BSn(40 万次)提升 37.5%;在 380℃高温疲劳测试中,寿命仍保持在 42 万次以上,是 HAG-50B(38 万次)的 1.11 倍、HAG-45BSn(32 万次)的 1.31 倍。某深海装备研发数据表明,采用该材料焊接的深海探测器管路接头,在 - 120℃~350℃的循环温变、110MPa 高压与振动载荷叠加工况下,服役寿命突破 18000 小时,较 HAG-50B 的 15000 小时、HAG-45BSn 的 10000 小时分别延长 20%、80%,有效降低超极端腐蚀环境下的维护成本与失效风险。

二、耐蚀性能跃升:应对超极端腐蚀环境

镍元素形成的复合钝化膜,使HAG-50BNi 具备顶级耐蚀性能。在 3.5% 氯化钠溶液(模拟深海环境)中的腐蚀速率仅为 0.0008mm / 年,是 HAG-50B(0.004mm / 年)的 20%、HAG-45BSn(0.0015mm / 年)的 53.3%,且无局部点蚀现象;在 20% L酸溶液中浸泡 72 小时后,接头失重仅为 0.12mg/cm²,较 HAG-50B(0.7mg/cm²)降低 82.9%、HAG-45BSn(0.2mg/cm²)降低 40%;在核辐射环境(10⁶Gy 剂量)下,腐蚀速率无明显变化,远优于 HAG-50B(辐射后腐蚀速率提升 40%)。某核工业企业测试数据显示,采用 HAG-50BNi 焊接的核反应堆铜合金传热管接头,在含硼冷却水中服役 5 年后,腐蚀深度不足 0.001mm,密封性能仍保持泄漏率≤1×10⁻¹⁶Pa・m³/s 的水平,较 HAG-50B 的 1×10⁻¹⁵Pa・m³/s、HAG-45BSn 的 1×10⁻¹⁴Pa・m³/s 密封性能分别提升一个数量级,有效延长核设备维护周期至 20 年以上。

三、异种材料兼容性优化:覆盖难焊材料连接

镍元素的引入,使HAG-50BNi 的异种材料适配性实现跨越式提升。焊接不锈钢(316L)与铜合金接头时,界面结合强度达 450MPa,较 HAG-50B(380MPa)提升 18.4%,且无晶间腐蚀现象;焊接镍基合金(Inconel 718)与铜接头时,无需额外添加过渡层,界面脆性相含量≤0.5%,远低于 HAG-50B 的 5%;焊接钛合金与铜合金时,通过镍元素的扩散作用,可有效抑制 Ti-Cu 脆性相的生成,接头拉伸强度保持在 420MPa 以上。某高端装备企业测试表明,采用该材料焊接的不锈钢 - 铜 - 镍基合金复合接头,在 350℃高温、10MPa 压力下连续运行 12 个月,力学性能无明显衰减,满足复杂异种材料结构的连接需求。

四、高温稳定性与工艺性能均衡

在性能全面升级的同时,HAG-50BNi 仍保持优异的高温稳定性与工艺适配性。其接头在 450℃高温下的持久强度达 390MPa,较 HAG-50B(420℃下 360MPa)提升 8.3%、HAG-45BSn(380℃下 330MPa)提升 18.2%;在 420℃下长期服役(1000 小时)后,拉伸强度衰减率仅为 0.5%,远低于 HAG-50B 的 0.8%、HAG-45BSn 的 1.2%。某航空发动机企业应用显示,采用该材料焊接的镍基合金叶片与铜合金衬套接头,在 430℃工作温度、35000rpm 高速旋转环境下连续运行 15 个月,接头间隙无明显增大,满足超高温高压的严苛运行要求。

工艺方面,其熔化温度区间为655~740℃,较 HAG-50B(660~745℃)降低 5℃,焊接工艺窗口拓宽 40%,适配火焰钎焊、感应钎焊、激光钎焊及真空钎焊等多种高端工艺,可填充 0.008~3.8mm 的超宽接头间隙,较 HAG-50B 的 0.01~3.5mm、HAG-45BSn 的 0.01~3.2mm 适配范围更宽,尤其适合微型精密接头与大型复合结构件的多样化焊接需求。基础性能方面,接头拉伸强度稳定在 480MPa 以上,导电率达纯铜的 96% 以上,在某核动力平台铜排连接测试中,6000A 电流下连续工作 4 小时温升仅 7℃,优于 HAG-50B 的 8℃、HAG-45BSn 的 9℃与行业标准的 20℃,满足超高精密设备的低温升需求。

规格与应用:聚焦超极端腐蚀工况场景

HAG-50BNi 含银 50% 银颗粒的规格设计围绕 “超高精度、抗强腐蚀、异种适配” 展开,精准匹配超极端腐蚀工况的多样化需求,在核工业、深海探测、海洋核动力等核心领域占据不可替代的地位。

在规格形态上,除常规颗粒状(粒径0.04~2.8mm)外,可定制为 “超薄耐蚀精密焊片(厚度 0.008~0.3mm)、腐蚀适配异形焊环(内径 0.1~20mm)、超细耐蚀焊丝(直径 0.15~2.5mm)” 等特殊形态。颗粒状产品采用惰性气体保护气流分级 + 激光筛选 + 真空钝化 + 镍涂层四重工艺,确保镍元素均匀分布,粒径偏差≤0.006mm,D50 控制精度达 ±0.001mm,适配超高精度自动化送料系统,每接头用量误差可控制在≤0.0001g,适合核工业微型接头的批量焊接;腐蚀适配异形焊环采用激光微切割 + 低温冲压复合工艺(成型温度≤60℃),尺寸精度达 ±0.0008mm,可根据核反应堆传感器端子、深海探测器管路接头等复杂结构定制,实现 “无间隙贴合” 焊接,避免微型部件热损伤。

应用领域聚焦于超极端腐蚀工况场景,核心覆盖三大方向:

核工业核心设备:用于核反应堆冷却系统铜合金传热管、核动力平台应急供电系统铜排的焊接,极致耐蚀性与低杂质含量满足核安全要求,某核电企业应用后,设备维护周期从15 年延长至 25 年,大幅降低核设施运维风险;

深海超高压探测装备:适配11000 米深海机器人液压管路、水下核动力装置铜合金阀门的焊接,耐高压(110MPa)、高盐腐蚀性能保障装备在深海极端环境下长期服役,某海洋装备企业应用后,设备在深海环境中连续工作 8 年无故障;

海洋核动力平台:用于海洋核动力装置蒸汽发生器铜合金传热管、海水冷却系统管路的焊接,耐海水腐蚀与高温稳定性的平衡满足海洋核动力需求,某能源企业应用后,海水冷却系统泄漏率从1×10⁻¹⁰Pa・m³/s 降至 1×10⁻¹⁷Pa・m³/s。

此外,在超高温腐蚀环境装备(如垃圾焚烧发电系统高温换热管连接)、强酸碱化工设备(如硝酸储罐铜合金接头连接)等场景中,其极致耐蚀、超韧耐疲的均衡优势也得到充分体现,解决了HAG-50B、HAG-45BSn 在超极端腐蚀工况下的性能瓶颈。

焊接工艺:适配银镍特性的超精细化管控

要充分发挥HAG-50BNi 银颗粒 “银镍协同” 的性能优势,需针对其耐蚀性、异种材料兼容性特点,执行 “钝化膜保护、精准控温、腐蚀防护” 的超精细化焊接工艺,重点关注镍元素氧化防护与异种材料界面控制。

一、焊前预处理:极致洁净与钝化膜强化

鉴于镍元素对氧化的高度敏感性,基材表面需执行“十一级洁净标准”:第一步用 150kHz 超声波清洗(乙醇 + 异丙醇 + 去离子水混合溶液)去除表面油污,时间≥45 分钟;第二步采用 25% 稀L酸 + 1.5% 缓蚀剂(如苯并三氮唑)活化处理(温度 65℃,时间 4.5 分钟),增强钝化膜致密性;第三步用 120kHz 高频超声清洗(去离子水)去除残留酸液,重复 7 次;第四步在 99.99995% 高纯氩气保护下进行 110℃真空干燥(真空度≤5×10⁻⁶Pa)8 小时,避免钝化膜氧化;第五步采用激光清洗去除表面氧化膜,氧化膜厚度控制在≤0.1μm;第六步用 X 射线光电子能谱(XPS)检测钝化膜成分,确保 Ag-Ni-Cu 复合钝化膜含量≥98%;第七步用原子力显微镜检测表面粗糙度,需≤Ra0.015μm;第八步进行接头间隙激光测量,确保间隙均匀度偏差≤0.002mm;第九步对难焊基材(如钛合金、镍基合金)表面预置 0.5~1.0μm 厚的银 - 镍复合过渡层(Ag:Ni=9:1),增强界面相容性;第十步进行预焊接模拟测试,验证界面相容性与工艺参数适配性;第十一步对焊接区域进行惰性气体封装,防止预处理后二次氧化。

银颗粒需全程存储在充有99.99995% 高纯氩气的密封容器中,相对湿度控制在≤5%,存放超过 1 天需在 125℃~145℃真空环境下烘干 7 小时,彻底去除微量吸潮,防止焊接气孔破坏钝化膜结构。

二、焊接参数控制:适配低温宽工艺窗口

依托655~740℃的优化熔化区间,加热温度应严格控制在 765℃~800℃(比液相线温度高 25~60℃),温度波动范围缩小至 ±0.1℃,避免镍元素过量氧化或银元素过度挥发。推荐采用 “激光钎焊 + 真空保护” 组合工艺:激光选用绿光激光器(波长 532nm,功率 15~100W),光斑直径可缩小至 0.02~0.05mm,实现微型接头的精准加热,热影响区控制在 0.03mm 以内;焊接过程在真空度≤1×10⁻⁶Pa 的超高真空环境中进行,彻底隔绝空气,确保焊缝致密性与银镍元素稳定性。

保温时间根据接头尺寸与基材类型精准调整:微型热敏接头(间隙≤0.02mm)保温 0.2~0.6 秒,常规铜 - 铜接头(间隙 0.02~1.5mm)保温 1.0~1.8 秒,铜 - 镍基合金异种接头(间隙 0.02~3.0mm)保温 1.8~3.2 秒


详情:

规格参数

  • 行业分类:

    电工电气/焊接材料与附件/焊条

  • 产品类别:

    焊丝

  • 品  牌:

    余光牌

  • 规格型号:

    齐全

  • 库  存:

    5000

  • 生 产 商:

    邢台市余光焊接材料有限公司

  • 产  地:

    中国河北省邢台市

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