[發明專利]一種含TiB2顆粒的鋁合金焊絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201911420553.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111112875B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 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;C22C21/08;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TiB₂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：1.1?3.1％，Mg：4.1?4.9％，Cu：1.3?1.7％，Zr：0.02?0.3％，Cr：0.03?0.3％，Fe：0.01?0.4％，Si：0.01?0.3％，Mn：0.01?0.4％，TiB₂陶瓷顆粒≤6％，余量為Al；其中，TiB₂陶瓷顆粒的粒徑為11微米?30微米。

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TiB₂顆粒的鋁合金焊絲及其制備方法。

背景技術

鋁合金因其具有低密度、良好的導電性、高塑性、易加工等諸多優良性能，所以在航空航天、電子、汽車和交通等領域具有廣泛的應用。可以說鋁材是有色金屬材料中使用量最大、應用面最廣的材料。在各種鋁合金中，7XXX 系鋁合金由于其強度在鋁合金中最高，因此也被稱為高強度鋁合金或超硬鋁合金。7XXX系高強鋁合金作為一種高性能材料，具有高的比強度、比剛度、較好的抗應力腐蝕性、較高的斷裂韌性和優良加工性能等優點，被廣泛地應用于航空航天、兵器裝備和交通運輸等領域，特別是在航空航天領域中占有非常重要的地位，是該領域最重要的結構材料之一。

在目前已有的鋁合金焊絲中，純鋁焊絲雖然具有良好的導電性和導熱性，但是其強度比較低，焊絲在機械拋光過程中很容易出現劃痕；對于Al-Si合金焊絲來說，雖然其鑄造性能比較好，制絲過程比較容易，但同樣其強度也不高，很難滿足一些對性能要求比較高的領域的生產需求；常用的Al-Mg系焊絲，焊縫極易產生裂紋，且焊縫強度最多只能穩定到300MPa左右，無法滿足高比強度、高比剛度的要求；對于Al-Cu合金焊絲來說，雖然其強度比較高，但是它有熱裂傾向；7XXX系高強鋁合金雖然具有高比強度，但是它的焊接性能比較差。所以需要研制一種能夠滿足高比強度、高比剛度的要求，同時能解決 7XXX系鋁合金焊接易開裂問題的新型焊絲。

與傳統鋁合金相比，鋁基復合材料通常具有高比強度、比剛度、低的熱膨脹系數和優良的高溫力學性能和耐磨性，在領域具有十分廣闊的應用前景。其中，TiB₂顆粒增強鋁基復合材料具有較高的硬度、熔點和彈性模量，而且它的熱膨脹系數較小。此外，TiB₂顆粒增強鋁基復合材料具有優良的化學穩定性和抗腐蝕性能，TiB₂顆粒增強相和鋁基體界面穩定，不會發生化學反應，成為鋁基復合材料的重要發展方向之一。

因此，亟待開發一種含陶瓷顆粒的鋁合金焊絲，不僅能提高焊縫強度和熱穩定性，還可以解決7XXX系鋁合金焊接易開裂的問題。

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提高焊縫強度和熱穩定性的含陶瓷顆粒的含TiB₂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TiB₂顆粒的鋁合金焊絲，其特征在于，所述鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn：1.1-3.1％，Mg：4.1-4.9％，Cu：1.3-1.7％，Zr：0.02-0.3％， Cr：0.03-0.3％，Fe：0.01-0.4％，Si：0.01-0.3％，Mn：0.01-0.4％，TiB₂陶瓷顆粒≤6％，余量為Al；其中，TiB₂陶瓷顆粒的粒徑為11微米-30微米。

在本發明的一個優選實施例中，所述鋁合金焊絲按重量百分比包含如下元素：Zn為1.1％，Mg為4.1％，Cu為1.3％，Zr為0.2％，Cr為0.15％，Fe為0.3％， Si為0.2％，Mn為0.4％，TiB₂陶瓷顆粒為5％，余量為Al，其中，TiB₂陶瓷顆粒的粒徑為11微米-13微米。