[發明專利]鋁合金低溫釬焊釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310178891.5
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103231180A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 馬力;張雷;裴夤崟;馬佳;張青科;朱坤;于新泉;薛行雁;張強;李秀朋
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/40
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

技術領域

本發明涉及鋁及鋁合金焊接領域，尤其是涉及一種適用于鋁合金火焰釬焊的低溫釬焊釬料。

背景技術

鋁合金是目前工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發展，同時焊接技術的發展又拓展了鋁合金的應用領域，因此鋁合金的焊接技術正成為目前研究的熱點之一。?純鋁的密度小（ρ=2.7g/cm³），大約是鐵的?1/3，熔點低（660℃），鋁的晶體結構是面心立方結構，故鋁具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材，且抗腐蝕性能也較好，但是純鋁的強度很低，退火狀態?σ_b?值約為80?MPa，故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。?添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度，σ_b?值分別可達?240-600?MPa，使其“比強度”（強度與比重的比值?σ_b/ρ）超過很多合金鋼，成為理想的結構材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面，如飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重，采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結構重量可減輕50%以上。

軟釬料中的錫鉛釬料，尤其是共晶成分的錫鉛釬料多用于電子產品和電氣制品的連接，在電子產品的釬焊過程中，某些對熱敏感的電子元器件可能因釬焊熱循環溫度過高而影響其他方面的性能。而對于非電氣制品，一般的鈑金件和醫療、食品工業、航空航天工業中的釬焊問題，以及要求較高工作溫度或者要求較低溫度的場合，僅僅依靠普通錫鉛釬料是難以全面滿足要求的。因此，除錫鉛釬料以外，還需要開發以滿足較低溫度的軟釬料，以滿足和適應不同環境條件下的應用，從而擴展鋁合金釬料的種類，以適應不斷發展的不同溫度及工況下釬焊鋁合金的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用范圍廣、固相線熔化溫度低于100℃的鋁合金低溫釬焊釬料。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述的鋁合金低溫釬焊釬料，它是由原料錫（Sn）、鎵（Ga）、銦（In）、鉍（Bi）按下述質量百分配比熔煉而成：錫：25-29%；鎵：12-17%；銦：22-26%；余量為鉍；其中所用的原料鎵也可以替換為鎘（Cd）或鉛（Pb）。

該鋁合金低溫釬焊釬料的制備方法包括下述工序：

第一步，分別稱取固體的純鉍塊、純錫塊、純銦塊和液態的純鎵四種原料，并按25-29%的錫、12-17%的鎵、22-26%的銦及余量為鉍的比例對所述四種原料進行配料；

第二步，將按第一步中的質量百分比配制的四種原料放入封閉的坩堝中；

第三步，首先向封閉的坩堝中通入純氬氣，排除空氣；然后繼續在氬氣保護條件下對上述原料加熱熔煉，當溫度升至160℃±5℃時合金完全熔化，保溫10±1min使合金液相成分均勻化；然后持續在氬氣保護下將合金液靜置冷卻，使其凝固為釬料合金塊；

第四步，將上述釬料合金塊加工成塊狀、棒狀、片狀、粉狀、箔狀、絲狀或顆粒狀釬料成品。

該鋁合金低溫釬焊釬料的制備方法還可采用下述工序：

第一步，分別稱取固體的純鉍塊、純錫塊、純銦塊和液態的純鎵四種原料，并按25-29%的錫、12-17%的鎵、22-26%的銦及余量為鉍的比例對所述四種原料進行配料；

第二步，將四種原料放入坩堝中，同時在四種原料上撒入一定量的保護熔劑；

第三步，用電爐將四種合金和保護溶劑加熱熔煉，當溫度升至160℃±5℃時合金完全熔化，并再次撒入一定量的保護熔劑；保溫10±1min使合金液相成分均勻化；然后將合金液倒入成型模具中，靜置冷卻，使其凝固為釬料合金塊；

第四步，將上述釬料合金塊加工成塊狀、棒狀、片狀、粉狀、箔狀、絲狀或顆粒狀釬料成品。

所述的保護溶劑為松香或松香、三乙醇胺和溴酸的混合物。

如果將原料鎵替換為鎘或鉛，則制備方法同上。