[發明專利]一種含ZrB2

在審

• 申請號: 201911420535.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111112874A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 夏存娟;陳東;吳一;楊青峰;李宇罡;耿繼偉;王浩偉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40;C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053;C22C32/00
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

本發明公開了一種含ZrB₂、AlN混雜顆粒的鋁合金焊絲及其制備方法。該鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn：6.1?8.4％，Mg：2.0?2.9％，Cu：1.1?2.6％，ZrB₂顆粒：0.1?4％，AlN顆粒：0.1?2％，余量為Al。

技術領域

本發明涉及鋁合金焊絲技術領域，特別涉及到一種含ZrB₂、AlN混雜顆粒的鋁合金焊絲及其制備方法。

背景技術

7xxx系鋁合金具有高比強度、較好的抗應力腐蝕性、良好的加工性能和高斷裂韌度等優點，也被稱為高強或超硬鋁合金，在航空航天、交通運輸、軍工以及造船等領域均有廣泛的應用。7xxx系鋁合金可以分為Al-Zn-Mg系和Al-Zn-Mg-Cu系兩類合金，Zn元素是主要的強化元素，其中Al-Zn-Mg系合金的強度中等，而且還有應力腐蝕的傾向，但是它的焊接性比較好，而Al-Zn-Mg-Cu 系合金的抗應力腐蝕性能和強度均比Al-Zn-Mg系合金要高，但是是以犧牲材料的焊接性能為代價的。

7XXX系鋁合金焊絲在焊接過程中通常會由于Zn、Mg等低沸點元素的燒損，使得焊縫中的強化相：如MgZn₂較少，最終使得焊縫的強度不高；另外，由于 Al合金的導熱系數比較大，所以在焊接過程中需要熱源提供較多的熱量，而且由于Al合金自身的線膨脹系數比較大，在焊接過程中，很容易產生熱裂紋、變形等缺陷；再有，在焊接過程中熱影響區的部分可能會由于過高的熱輸入量和熱循環而發生晶粒粗化，從而嚴重降低焊縫的強度。所以需要設計一種不僅具有高強度，同時還能夠解決熱裂、變形以及晶粒粗化的焊絲。

目前，很少有關于復合材料焊絲的研發，顆粒增強鋁基復合材料具有高比強度、高比剛度、低熱膨脹系數等優點，其中，ZrB₂顆粒具有比較高的硬度、彈性模量和熔點，在高溫下也具有很高的強度和抗氧化性；AlN具有高強度、低熱膨脹系數、優良的機械性能等優點，抗折強度高于Al₂O₃和BeO陶瓷顆粒，是一種良好的耐熱沖擊材料。

因此，急需開發一種新型的鋁合金焊絲，在提高焊縫的強度和熱穩定性的同時，還能具備比較好的焊接性能，并能夠解決鋁合金焊接中易產生熱裂紋的問題。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明目的提供了一種在提高焊縫的強度和熱穩定性的同時，還能具備比較好的焊接性能的含ZrB₂、AlN混雜顆粒的鋁合金焊絲及其制備方法。

為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案來實現的：

一種含ZrB₂、AlN混雜顆粒的鋁合金焊絲，其特征在于，該鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn：6.1-8.4％，Mg：2.0-2.9％，Cu：1.1-2.6％， ZrB₂顆粒：0.1-4％，AlN顆粒：0.1-2％，余量為Al。

在本發明的一個優選實施例中，該鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn為6.1％，Mg為2.0％，Cu為1.1％，ZrB₂顆粒為4％，AlN顆粒為2％，余量為 Al。

在本發明的一個優選實施例中，該鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn為8.4％，Mg為2.9％，Cu為2.6％，ZrB₂顆粒為3％，AlN顆粒為1.5％，余量為Al。

在本發明的一個優選實施例中，該鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn：6.5-7.9％，Mg：2.3-2.6％，Cu：1.5-2.3％，ZrB₂顆粒：0.1-3％，AlN 顆粒：0.1-1.5％，余量為Al。