[發(fā)明專利]一種Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni鋁基釬料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110247153.2
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102319963A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陽家盛
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林市慶通有色金屬工藝材料開發(fā)有限公司
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40;C22C1/03
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊料領(lǐng)域，具體涉及一種Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni鋁基釬料及其制備方法。

背景技術(shù)

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大眾交通工具輕量化、以鋁代鋼的趨勢十分明顯。汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體、底盤結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動機(jī)零部件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂等都有用鋁材制造。平均每輛汽車需要鋁加工品100公斤以上，且全鋁汽車快速發(fā)展，高速軌道車輛（高速列車）的高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)件用量占整車材料總量的70%，民航機(jī)上用的鋁合金結(jié)構(gòu)件占整機(jī)材料的80%。其他交通設(shè)備如航空、航天器，各種小型民用車輛的制造業(yè)也大量需要各種鋁合金結(jié)構(gòu)件。工業(yè)用鋁合金的總量于2009年已超過200萬噸，僅汽車行業(yè)的用量就達(dá)到130萬噸。在上述設(shè)備所用鋁合金結(jié)構(gòu)件中，大約有15～20%的鋁合金結(jié)構(gòu)件經(jīng)過釬焊加工構(gòu)成，按照1%的釬焊平均耗材率計算，鋁基釬料的需求量約為3000～4000噸。

當(dāng)代交通設(shè)備常用的變形鋁合金牌號有：2A21(LF21)、5A05等防銹鋁，6061、6063等鍛鋁，2B11(LY8)、2B16(LY16)等硬鋁，7003（LC12）、7076等超硬鋁；常用鑄造鋁合金的牌號有：ZL201、ZL205A、ZL401、ZL402等。其中用于關(guān)鍵部位和重載部位的高強(qiáng)度變形鋁合金結(jié)構(gòu)件和高強(qiáng)度鑄造鋁合金零件，其材質(zhì)中按合金系的不同，分別加入較高含量的Si、Cu、Zn等能夠極大提高鋁合金強(qiáng)度同時也能強(qiáng)烈降低率和金融點(diǎn)的低熔點(diǎn)元素，使鋁合金的熔點(diǎn)降到很低。例如：民航機(jī)及汽車常用的鋁合金7003，主要合金元素為Zn，合金度6.65%，其熔點(diǎn)（固相線溫度）570℃，液相線溫度615℃。低熔點(diǎn)鋁合金結(jié)構(gòu)件釬焊連接對釬料的性能要求更高。

為了獲得優(yōu)良的釬焊接頭，釬料液相線必須低于母材固相線一定的溫度差距，最好能達(dá)到50℃，并要求它對母材有十分良好的潤濕性和鋪展性，通過與母材之間相互作用，能夠形成強(qiáng)度、韌性足夠高的釬焊接頭。對于高強(qiáng)度鋁基釬料來說，低熔點(diǎn)與高強(qiáng)度是一對矛盾，互為消長，往往很難兩者兼?zhèn)洹?/p>

目前市場上提供的鋁基釬料有BAl88Si（400）、BAl67SiCu(401)?、BAl86SiCu（402）、BAl76SiZnCu(403)等十多個牌號，在這些鋁基釬料中其熔點(diǎn)低的，又非常脆，強(qiáng)度、韌性低；其強(qiáng)度高的，熔點(diǎn)又很高，沒有解決鋁基釬料同時具有低熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高韌性和塑性、高的鋪展性、同時適用于低熔點(diǎn)的變形鋁合金和鑄造鋁合金的技術(shù)問題。到目前為止，數(shù)量很多的性能優(yōu)異、應(yīng)用場合重要的低熔點(diǎn)高強(qiáng)度變形鋁合金和鑄造鋁合金都還沒有性能與之匹配的鋁基釬焊料進(jìn)行釬焊加工，只能用作為非釬焊結(jié)構(gòu)件，在一定程度上牽制了高強(qiáng)度鋁合金釬焊整體技術(shù)的發(fā)展，制約了高強(qiáng)度鋁合金釬焊結(jié)構(gòu)件的推廣應(yīng)用，同時也在某種程度上影響了低碳經(jīng)濟(jì)的全面、快速發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對現(xiàn)有釬焊技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni鋁基釬料及其制備方法。本鋁基釬料同時具有低熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高韌性、高抗腐蝕性、高的鋪展性、同時適用于低熔點(diǎn)的變形鋁合金和鑄造鋁合金的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的鋁基釬料是在Al-Si-Cu鋁基釬料基本成分的基礎(chǔ)上加入低熔點(diǎn)元素Zn、Sn和輔助元素Ni,同時添加微量的稀土金屬Ce和稀有金屬Sr、Zr，使其機(jī)械性能、理化性能和釬焊工藝性能獲得極大的改善，從而獲得性能優(yōu)異的鋁基釬料。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni鋁基釬料，按質(zhì)量百分比計由下述組分組成：

Si：6～13%、Cu：5～11%、Zn:3～11%、Sn：1～7%、Ni：1～3%、Ce：0.02～0.3%、Sr：0.01～0.1%、Zr：0.01～0.2%、Al余量。