[發明專利]一種低脆性中溫鋁合金釬焊材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 201410402211.8
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104191102A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 侯江濤;龍偉民;沈元勛;鐘素娟;張雷;張強;黃成志;于新泉;趙建昌;潘建軍
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;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

本發明涉及鋁合金釬焊技術，尤其是涉及一種低脆性中溫鋁合金釬焊材料，本發明還涉及該釬焊材料的制備工藝。

背景技術

鋁及鋁合金由于具有密度小、電導率高和抗腐蝕性能好等優點，在近代工業尤其是在航空、汽車和國防軍事領域具有極其重要的應用價值和廣闊的應用前景。

目前鋁合金硬釬料主要是Al-Si共晶型釬料，該釬料流動性好，容易加工成形，但此類釬料熔點較高。Al-Si共晶釬料釬焊溫度一般在585℃以上，接近甚至超過部分鋁合金的固相線，在此溫度下釬焊過程中母材易發生晶粒長大、過燒等現象。為了降低Al-Si釬料的熔點，科研人員研制了Al-Si-Cu-Ge系釬料，通過向Al-Si合金中加入Cu、Ge合金元素來降低合金的熔點，但仍未能解決隨著Cu及Ge元素的增加，其相應脆性相增加的問題。[張曉麗，賀定等?Al-Si-Cu-Ge釬料性能的研究[J].焊接，2009，（11）：28-30]。中國專利CN201010160707.0公布了一種Al-Si-Cu-Ni合金態箔狀釬料及其制備方法，該方法所制得的釬料具有較好的機械加工性能，但由于該釬料熔點為518~538oC，限制了在熔點低于550oC鋁合金釬焊領域的推廣和應用，另一方面該釬料塑性差，制備難度大，難以推廣應用。Zn-Al系、Sn-Pb系及Sn-Zn系等常用軟釬焊材料雖然溶化溫度能夠滿足釬焊低熔點鋁合金的要求，但由于普遍存在釬焊接頭強度低、耐腐蝕性不良等缺陷[張啟云，莊鴻壽.?釬焊手冊[M].?北京：機械工業出版社2008：56-58]，也限制了這些軟釬焊材料在鋁合金連接中的應用。因此開發一種釬焊溫度適中，便于成形、具有優良機械性能的釬焊材料，就成為低熔點鋁合金結構件連接制造中急需解決的工程問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能滿足鋁合金連接應用的低脆性中溫鋁合金釬焊材料，本發明還提供該釬焊材料的制備工藝。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述的低脆性中溫鋁合金釬焊材料中各成分的質量百分比為：

Cu：16.0~18.0%，Si：5.5~7.5%，Ni：2.4~4.0%，Ge：6.0~8.5%，Sr：0.1~0.5%，由Al、Ti與B以質量比94:5:1混合而成的鋁鈦硼合金：0.01~0.2%，余量為Al。

本發明的低脆性中溫鋁合金釬焊材料的制備工藝包括下述步驟：

第一步，冶煉中間合金

熔煉中間合金W：其中中間合金W中鎳和銅的重量比為：Cu:Ni?=?80:20；

熔煉中間合金X：其中中間合金X中硅與鋁的重量比為Al:Si?=?80:20；

熔煉中間合金Y：其中中間合金Y中銅與鋁的重量比為Al:Cu?=?50:?50；

鋁熔煉中間合金Z：其中中間合金Z中鍺與鋁的重量比為Al:Ge?=?70:30；

第二步，熔煉

將余量金屬鋁在中頻爐中熔化，爐內熔液溫度達到720℃時，加入第一步冶煉的四種中間合金W、X、Y、Z，并保溫30分鐘使之充分融合；然后用質量比1:1:1的KCl+NaCl+ZnCl覆蓋劑對熔液進行完全覆蓋；繼續加熱金屬熔液，溫度上升至800~850℃后加入鋁鈦硼中間合金，待其完全熔化，再保溫20分鐘，然后開始降溫，溫度降至750℃±50℃時，加入金屬Sr，并噴吹氬氣進行精煉；待熔液溫度降至700℃時，熔煉結束，將熔液澆注進鑄模中形成鑄錠；一般情況下，鑄錠分為棒狀鑄錠和方錠坯。

第三步，精密加工

澆注過程中，冷卻系統開啟，使鑄錠快速冷卻，直徑32mm的棒狀鑄錠經過擠壓、拉拔減徑加工成細絲狀釬料；方錠坯經過多道次軋制成帶狀或箔狀釬料。

本發明的優點在于制備過程簡單、經濟可行、便于操作。制備成的釬焊材料熔化溫度低，熔化溫度范圍在495~530℃之間（釬焊溫度為535~550oC之間），在此釬焊溫度下釬料具有良好的鋪展性和間隙填充性，非常適用低熔點鋁合金釬焊作業；同時，由于該釬焊材料具有低脆性，便于加工成箔狀或細絲狀釬料，拓寬了低熔點鋁合金釬焊的應用領域。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。

實施例1：