[發明專利]一種含Sc和Sr的鋁基釬料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110441252.4
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103170758A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 王永
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種含Sc和Sr的鋁基釬料及其制備方法，特別是一種含Sc和Sr的Al-Si基釬料及其制備方法，適用于釬焊高強度鋁合金，屬于鋁及鋁合金焊接技術領域。

背景技術

隨著鋁合金在現代工業中的廣泛應用，鋁合金釬焊結構件的應用也隨之增加。由于Al-Si釬料熔點高，液相線的是577℃，釬焊熔點相對低的鋁合金，容易使基體材料發生熔蝕、材料的晶粒長大。目前，常規牌號的Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Zn釬料由于釬焊溫度高、釬焊接頭強度低或耐腐蝕性能差等難以滿足6061、6063等鋁合金釬焊溫度低、釬焊接頭強度高等技術要求，為滿足高強度鋁合金釬焊連接可靠性的技術要求，本發明開發了一種添加一定比例的Sc和Sr等組元的鋁基釬料。

發明內容

本發明針對現有的技術問題，提供一種熔化溫度范圍在510～545℃，釬焊溫度在535～570℃，具有良好的潤濕性和鋪展性以及釬焊接頭強度高等綜合優良性能的含Sc和Sr的鋁基釬料，通過添加一定比例的Sc和Sr等組元來提高釬焊接頭的綜合技術性能。

本發明所涉及的含Sc和Sr的鋁基釬料，釬料的化學成分及其質量百分含量是：17～22%的Cu，6～9%的Si，0.05～0.25%的Sc，0.01～0.05%的Sr，余量為Al，

其中Sc/?Sr的質量比是5～10。

在Al-Si-Cu基釬料的基礎上，少量Sc的添加能夠細化釬縫的晶粒，組織均勻，同時形成少量的Al₃Sc，能夠明顯提高焊縫的強度。微量Sr的添加，可以大大提高抗腐蝕性能。隨著Sc含量的增加，由于過量的添加以及?Sc/Sr比例的失衡，Sc/Sr和Al三者結合容易產生難熔的復雜相，導致抑制或者減少Al₃Sc的生成，不僅對焊縫的強度的提高不能起到積極有效的作用，同時焊縫脆性增加。實驗證明，Sc/Sr的質量比是5～10，可以產生一定量的Al₃Sc強化相，同時Sr的添加可抑制偏析形核，減少導致脆性的第二相粒子，細化釬縫的晶粒及組織結構的優化，因此可改善釬焊接頭的脆性，提高釬焊的工藝性能。

本發明含Sc和Sr的鋁基釬料的制備方法，包括：首先按照比例配料，原材料采用Al-Si、Al-Cu、Al-Sc、Al-Sr及高純鋁，熔煉制備釬料母合金鑄錠，然后采用真空快淬技術、真空氣霧化技術或機械切割分別制備得到箔帶、粉末或塊狀釬料。

本發明的釬料母合金采用目前常規的鋁合金熔煉制備技術，釬料母合金鑄錠制備完成后，根據釬料的具體使用形式要求，可通過真空快淬技術、真空氣霧化技術以及機械切割分別制備成箔帶，粉末，塊狀等釬料形態使用，適用于火焰釬焊、氣氛保護釬焊、真空釬焊以及鹽浴釬焊等焊接工藝。

本發明的含Sc和Sr的鋁基釬料，釬料的熔化溫度范圍為510～545℃，釬焊溫度為535～570℃，具有良好的潤濕性和鋪展性以及釬焊接頭強度高等綜合優良性能。適合6063、6061等可熱處理強化的合金的釬焊，能夠滿足在釬焊完成同時，完成合金部件的熱處理的技術要求。

下面通過具體實施方式對本發明做進一步說明，但并不意味著對本發明保護范圍的限制。

具體實施方式

實施例1

釬料的化學成分及其質量百分比是，19%Cu，8%Si，0.17%Sc，0.02%Sr，Al余量，其中Sc/Sr的質量比是8.5。首先通過配料，原材料采用Al-Si、Al-Cu、Al-Sc、Al-Sr及高純鋁，采用常規鋁合金熔煉技術完成釬料母合金鑄錠的制備，然后采用真空快淬技術制備厚度0.07ｍｍ，寬度40ｍｍ的非晶態箔帶，用于釬焊2.5mm?厚6063合金板材，釬焊結構是搭接形式，釬料熔化溫度526～531℃，釬焊溫度560℃，保溫時間10分鐘，焊后按照6063合金固溶時效規范進行熱處理，釬焊接頭剪切強度大于70MPa。

實施例2