[發(fā)明專利]含Ge耐腐蝕鋁基焊料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106736008A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹立兵
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽華眾焊業(yè)有限公司
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/14;B23K35/40
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含Ge耐腐蝕鋁基焊料及其制備方法。

背景技術(shù)

進入二十一世紀以來，隨著低碳經(jīng)濟的發(fā)展，大眾交通工具輕量化、以鋁代鋼的趨勢十分明顯。汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體、底盤結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動機零部件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂等都有用鋁材制造。平均每輛汽車需要鋁加工品100公斤以上，且全鋁汽車快速發(fā)展，高速軌道車輛(高速列車)的高強度鋁合金結(jié)構(gòu)件用量占整車材料總量的70％，民航機上用的鋁合金結(jié)構(gòu)件占整機材料的80％。其他交通設(shè)備如航空、航天器，各種小型民用車輛的制造業(yè)也大量需要各種鋁合金結(jié)構(gòu)件。工業(yè)用鋁合金的總量于2009年已超過200萬噸，僅汽車行業(yè)的用量就達到130萬噸。在上述設(shè)備所用鋁合金結(jié)構(gòu)件中，大約有15～20％的鋁合金結(jié)構(gòu)件經(jīng)過釬焊加工構(gòu)成，按照1％的釬焊平均耗材率計算，鋁釬焊用鋁基釬料的需求量約為3000～4000噸。

Al-Si系釬料以A1-Si共晶成分為基礎(chǔ)，該共晶合金具有良好的潤濕性、流動性、釬焊接頭的抗腐蝕性和可加工性，且釬焊接頭強度高，是鋁合金釬焊中應(yīng)用最廣的一種鋁釬料。但Al-Si系釬料熔點較高(Al-Si共晶合金的共晶溫度為577℃)，釬焊時釬焊溫度多在600℃以上，接近于鋁合金的固相線溫度，易使母材發(fā)生過燒、溶蝕等現(xiàn)象。

在焊接防銹鋁過程中，還有一個值得關(guān)注的問題是焊接界面處的耐腐蝕性能。鋁合金用焊接材料多是異質(zhì)焊料(焊料成分同母材有較大差異，主要是為改善焊縫抗裂性而制定的)，在焊縫界面處焊料成分與母材之間會形成微型腐蝕電池，而且多數(shù)焊料合金元素電負性大于鋁元素，這樣會造成焊縫界面處發(fā)生局部腐蝕，造成焊接缺陷，降低焊接質(zhì)量。

因此開發(fā)出一種熔點低、釬焊性能優(yōu)良，且具有一定耐腐蝕性能的鋁合金釬料，并采用一種加工工藝簡單、成本低的釬料制備技術(shù)具有重要的工業(yè)應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種含Ge耐腐蝕鋁基焊料，該鋁基焊料具有熔點低、耐腐蝕、高強度與高的鋪展性的優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種含Ge耐腐蝕鋁基焊料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 3～10％、Cu 10～20％、Ge 2～5％、P 0.2～0.8％、NaF 0.02～0.1％與La0.5～2％，余量為鋁。

進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 4～8％、Cu 12～18％、Ge 2～4％、P 0.2～0.6％、NaF 0.04～0.09％與La0.6～1.8％，余量為鋁。

進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 6％、Cu 16％、Ge 3％、P 0.4％、NaF0.06％與La 1.2％，余量為鋁。

進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 3％、Cu 18％、Ge 5％、P 0.8％、NaF 0.1％與La 2％，余量為鋁。

進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 10％、Cu 12％、Ge 2％、P 0.2％、NaF0.04與La 0.5％，余量為鋁。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種含Ge耐腐蝕鋁基焊料的制備方法，將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當加熱到1100～1200℃時，用氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得焊料箔帶。

進一步，所述焊料箔帶厚度為0.02～0.10mm。

本發(fā)明的有益效果：

1、含Ge耐腐蝕鋁基焊料，熔化溫度范圍為490～520℃，釬焊溫度為530℃～545℃。

2、本發(fā)明的釬料具有較高的強度，配合QJ201釬劑釬焊3003鋁合金，接頭剪切強度大于90MPa，本發(fā)明所得釬料適用于固相線溫度在520℃以上的鋁合金的釬焊，適用的釬焊方法有火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊和氣保護釬焊。

3、本發(fā)明在含Ge耐腐蝕鋁基焊料的基礎(chǔ)上面加入NaF與P不僅可以降低熔點，提高了焊料的耐腐蝕性能，腐蝕電流密度為1.802～2.214μAcm^-2。

具體實施方式

實施例1

一種含Ge耐腐蝕鋁基焊料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：

Si 6％、Cu 16％、Ge 3％、P 0.4％、NaF0.06％與La 1.2％，余量為鋁。

制備方法，包括以下步驟：