[發明專利]一種鋁基非晶釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310751229.4
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103722305A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 尹恩懷;安占軍;李超
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種鋁基非晶釬料，具體涉及一種Al-Cu-Si-Ni-Fe-Co-Y非晶薄帶釬料及其制備方法，屬于鋁及鋁合金的連接材料領域。

背景技術

鋁合金具有高比強、耐腐蝕、導熱導電性能優良等特點，在航空航天、電子、汽車等軍工和民用工業領域得到廣泛應用。隨著鋁合金的應用，對鋁合金的連接問題提出更高的要求，釬焊是鋁合金焊接的一種重要方式，其要求新型的鋁基釬料比傳統的鋁基釬料有更好的焊接性能和接頭力學性能。非晶合金薄帶釬料具有比傳統晶態釬料更優異的性能，如：化學成分均勻，無偏析；真空條件下制備，無污染；釬料熔點低，流動性和潤濕性好，接頭強度高；薄帶制備工藝簡單，容易制備成一定形狀置于焊接處，減少浪費，生產成本低等優點。研發鋁基非晶釬料是當前研究的熱點之一，目前已有Al-TM-MN（TM為過渡族金屬元素，MN為稀土金屬元素）體系，但這些鋁基非晶合金的熔點均較高，超過了傳統Al-Si釬料的熔點，不適合于一些低過燒溫度的鋁合金，如6061鋁合金的過燒溫度為581℃，目前的鋁基非晶釬料無法滿足這類合金的釬焊要求。因此，研發一種具有優良接頭力學性能且低熔點的鋁基非晶釬料和工藝方法是目前亟待解決的課題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種鋁基非晶釬料，接頭力學性能優良，具有較低的液相線溫度，適合過燒溫度較低的6061鋁合金的焊接。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鋁基非晶釬料，包括下述以重量百分比計的組分：Cu19～23%，Si2.5～6.5%，Ni7%，Fe1%，Co1%，Y3.6%，其余為Al。

本發明還包括上述鋁基非晶釬料的制備方法，其步驟如下：

（1）稱取原料各單質元素，包括下述以重量百分比計的組分：Cu19～23%，Si2.5～6.5%，Ni7%，Fe1%，Co1%，Y3.6%，其余為Al，所選單質元素的純度均大于99.9%；

（2）將各單質元素放入真空電弧爐中熔煉，抽真空至3×10^-3Pa后充入氬氣保護，氬氣的壓力為0.05MPa，將單質元素熔煉成合金錠，反復熔煉四次保證其均勻；

（3）將合金錠破碎后裝入底端開扁口的石英管中，隨后將石英管裝入快速凝固真空甩帶機中，抽真空至3×10^-3Pa后充入氬氣保護，氬氣的壓力為0.05MPa，經感應熔化后噴射到線速度為30m/s的銅輪上，制備出厚度為50μm的非晶薄帶；

（4）剪裁非晶薄帶，制備得到鋁基非晶釬料成品。

所述感應熔化的溫度為800℃。

本發明的有益效果是：本發明制備的鋁基非晶釬料，具有表面光亮，邊緣整齊，并且成分均勻，韌性好等特點，有利于裝配和填隙，其厚度約為50μm。具有較低的液相線溫度550-570℃，釬焊溫度可以設置在550℃以上，也適合過燒溫度較低的6061鋁合金（581℃）的焊接。本發明通過快速凝固甩帶法制備鋁基非晶薄帶釬料，制備工藝簡單可靠，易于量產化操作，成本低。

附圖說明

圖1是本發明實施例1#～8#成分薄帶試樣的XRD圖譜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。

組分配方：一種鋁基非晶釬料，其特征在于包括下述以重量百分比計的組分：Al、Si、Cu的含量見下表1，其它元素含量為定值Ni6%，Fe1%，Co1%，Y3.6%。該系列合金的固相線、液相線溫度均列于表1。

表1鋁基非晶釬料的成分和性能

制備方法：

（1）根據原料配方稱取各單質元素，所選單質元素的純度均大于99.9%。

（2）將各單質元素放入真空電弧爐中熔煉，抽真空至3×10^-3Pa后充入氬氣保護，氬氣的壓力為0.05MPa，將單質元素熔煉成合金錠，反復熔煉四次保證其均勻。

（3）將合金錠破碎后裝入底端開扁口的石英管中，隨后將石英管裝入快速凝固真空甩帶機中，抽真空至3×10^-3Pa后充入氬氣保護，氬氣的壓力為0.05MPa，經感應熔化（溫度約800℃）后噴射到線速度為30m/s的銅輪上，制備出厚度約為50μm的非晶薄帶。

（4）將非晶薄帶通過剪裁，制備得到鋁基釬料成品。

該系列鋁基薄帶釬料通過XRD檢測為非晶態，如附圖1所示，在真空釬焊爐中釬焊6061鋁合金，釬焊溫度為570℃，保溫20min，其剪切強度見表1，其中剪切強度最高的成分為1#，達到93MPa。