[發明專利]高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法

有效

• 申請號: 201210204398.1
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102699465A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 牛濟泰;王西濤;高增;李強;張寶慶;木二珍;陳思杰;線恒澤;曾崗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K1/005
• 分類號: B23K1/005;B23K1/19;B23K1/20;B23K35/28;B23K35/30;B23K103/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

1.高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法按以下步驟進行：

一、高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料基體被焊表面的納米化：

在上層基體和下層基體的被焊表面制備納米晶粒層；其中上層基體和下層基體的材質均為高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料；

二、制備釬料：

制備銀基、鋁基或鋅基釬料；其中銀基釬料按重量份數由40～50份的Ag、20～25份的Cu、9～12份的In、16～20份的Sn和2～5份的Mg組成；鋁基釬料按重量份數由20～25份的Cu、3～8份的Si、1～3份的Mg、0.5～2份的Ni和65～80份的Al組成；鋅基釬料按重量份數由55～60份的Zn、12～18份的Cd、10～15份的Ag和13～18份的Cu組成；

三、裝配待焊件：

將步驟二中制備的釬料置于經步驟一處理的上層基體和下層基體的被焊表面之間，組成待焊件；

四、雙光束激光釬焊：

在氬氣保護下，將兩束激光的焦點聚在待焊件表面下1～2mm處，激光光斑直徑為0.5～1.5mm，兩個激光光斑中心相距2～5mm，兩束激光同步以15mm/s～20mm/s焊接速度焊接，其中前面激光束的功率密度為10²w/cm²～10⁴w/cm²，后面激光束的功率密度為10⁵w/cm²～10⁷w/cm²，實現高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊。

2.根據權利要求1所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料中碳化硅顆粒增強相的體積分數為50％～70％。

3.根據權利要求1或2所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于在上層基體和下層基體的被焊表面制備納米晶粒層的方法是機械研磨法、高速彈丸噴射法或脈沖激光沖擊法。

4.根據權利要求3所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟一中所制備的納米晶粒層的厚度為30～200μm，晶粒尺寸為5～50nm。

5.根據權利要求4所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟一中上層基體的厚度為1～2mm。

6.根據權利要求1所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟二所制備的釬料是厚度為20～50μm的箔片。

7.根據權利要求1所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟二所制備的釬料是粒徑為10～30μm粉體。

8.根據權利要求7所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于當步驟二中制備的釬料為粉體時，步驟三中上層基體和下層基體的被焊表面之間的釬料粉體的厚度為20～50μm。

9.根據權利要求6、7或8所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟四中，在氬氣保護下，將兩束激光的焦點聚在待焊件表面下1～2mm處，激光光斑直徑為0.8～1.2mm，兩個激光光斑中心相距3～4mm，兩束激光同步以16mm/s～18mm/s焊接速度焊接，其中前面激光束的功率密度為1.5×10²w/cm²～1.5×10³w/cm²，后面激光束的功率密度為1.5×10⁵w/cm²～1.5×10⁶w/cm²，實現高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊。

10.根據權利要求1、4或5所述的高體積分數碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的激光誘導納米釬焊方法，其特征在于步驟四中在氬氣保護下是指在雙光束激光釬焊過程中向被釬部位吹送氬氣或者是在氬氣箱中進行雙光束激光釬焊。