铜基钎料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铜基钎料，其步骤包括按照所述质量百分数称取原料微粉并将原料微粉进行熔化得到熔融体，然后采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉得到合金微粉，向所述合金微粉中加入Mo颗粒，并在真空条件下进行球磨混合制得铜基钎料。本发明专利技术还提供一种由所述的制备方法制得的铜基钎料，所述铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎料质量百分数大于等于43.9%。所述铜基钎料能增加钎料的填充性能，进而改善了钎焊层与铜合金基体间的润湿性和结合强度。

Copper-based solder and its preparation method

The invention provides a copper-based filler metal, which comprises the steps of weighing raw material micro-powder according to the mass percentage and melting raw material micro-powder to obtain a melt, then atomizing the melt to obtain alloy micro-powder, adding Mo particles to the alloy micro-powder, and mixing the raw material micro-powder to produce copper-based filler metal under vacuum condition by ball milling. The invention also provides a copper-based solder prepared by the preparation method. The particle size of the copper-based solder is less than 200 mesh, which accounts for more than 43.9% of the quality of the aluminum-based solder. The copper-based filler metal can increase filling performance of the filler metal, thereby improving wettability and bonding strength between the brazing layer and the copper alloy matrix.

【技术实现步骤摘要】
铜基钎料及其制备方法
本专利技术涉及钎料
，具体的说，涉及了一种铜基钎料及其制备方法。
技术介绍
目前铜及铜合金在工业生产和社会生活中的应用日益广泛，由于其导电系数高、延展性能好等广泛用于在航空航天和民用生活等领域。但是铜构件的焊接难题也越来越多。其不仅因为钎焊颗粒存在多种形状造成钎焊颗粒填充不密实，影响钎焊时的钎料的流动性，同时还因为铜合金钎焊时极易烧损，造成钎焊接头抗拉强度不够。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
由鉴于此，本专利技术确有必要提供一种微米颗粒增强铜芯钎焊条及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种制备铜基钎料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和平均颗粒尺寸为4nm～15nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti1.7%～5.8%、Ag1.1%～1.4%、V0.4%～0.5%、Sn0.7%～0.8%、Zr1.6%～1.8%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的1.5%～8.7%；（2）将称取的所述原料微粉置于中频真空冶炼炉坩埚中在氩气保护下进行熔化得到熔融体；（3）采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到合金微粉，然后向所述合金微粉中加入称取的所述Mo颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铜基钎料。基于上述，所述步骤（3）中对所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为0.7MPa～1.2MPa，雾化喷嘴直径为10mm～27mm。需要说明的是，采用气雾水冷雾化制粉方法对所述熔融体进行雾化制粉过程中，所用到的制粉装置为制粉通用的设备，包括盛料桶、冷取塔、喷嘴模具、浇口杯、中间包、高压管道和氩气瓶；所述盛料桶与所述冷取塔连通并且内部均盛有水，所述氩气瓶通过所述高压管道与所述喷嘴模具相连接，所述喷嘴模具包括上模具和下模具，所述上模具和所述下模具中部均开设有直径为10mm～27mm的雾化喷嘴，所述浇口杯与位于所述上模具表面的雾化喷嘴相连接，所述下模具上还设置有高压气体流通槽，该高压气体流通槽与位于所述下模具表面的雾化喷嘴相连接。本专利技术还提供一种由所述的制备方法制得的铜基钎料，它包括所述合金微粉和所述Mo颗粒，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti1.7%～5.8%、Ag1.1%～1.4%、V0.4%～0.5%、Sn0.7%～0.8%、Zr1.6%～1.8%，其余为Cu；其中，所述铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铜基钎料质量百分数大于等于43.9%。本专利技术提供的微米颗粒增强铜芯钎焊条的钎料金属相中各元素的作用如下：Zr为一种活性元素，可与铜形成固体熔体，形成牢固连接；Ag和Sn可以降低钎料的熔点，V可以起到细化钎焊层晶粒，提高钎料的高温强度。而平均颗粒尺寸为4nm～15nm的Mo颗粒能为固溶体提供更多的形核点，同时Mo能促使以上金属发生反应可以间接控制金属间化合物层的厚度，进而提高钎焊层的抗拉强度。更重要的是，该铜基钎料是采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉得到的，避免了通过浇铸方法中生成脆性金属间化合物或共晶物现象，且由高压气流产生的动能是熔融体雾化并急速水冷，改善了铸态组织的形貌，使得晶粒组织较为均匀，该铝基钎料的宏观颗粒基本呈现球形、橄榄球形，从而增加钎料的填充性能，进而改善了钎焊层与铜合金基体间的润湿性和结合强度。试验证明，利用本专利技术提供的铜基钎料钎焊厚度为2.5mm～3.7mm的钎焊接头的常温抗拉强度可达310MPa～387MPa。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1本实施例提供一种制备铜基钎料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和平均颗粒尺寸为15nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti5.8%、Ag1.4%、V0.5%、Sn0.8%、Zr1.8%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的8.7%；（2）将称取的所述原料微粉置于中频真空冶炼炉坩埚中在氩气保护下进行熔化得到熔融体；（3）采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到合金微粉，然后向所述合金微粉中加入称取的所述Mo颗粒，并在真空条件下进行球磨混合35min，制得铜基钎料。所述步骤（3）中对所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为1.2MPa，雾化喷嘴直径为10mm。本实施例还提供一种由所述的制备方法制得的铜基钎料，它包括所述合金微粉和所述Mo颗粒，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti5.8%、Ag1.4%、V0.5%、Sn0.8%、Zr1.8%，其余为Cu；其中，所述铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铜基钎料质量百分数为45%。钎焊接头性能测试：采用本实施例提供的铜基钎料将两段铜合金标准拉伸试样在真空炉中钎焊成拉伸试样，通过抗拉强度来评价钎焊层与铜合金基体的结合性能。经测试，利用本实施例提供的铜基钎料在铜合金基体上制备的厚度为3.7mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到387MPa。实施例2本实施例提供一种制备铜基钎料的方法，其步骤与实施例1中的步骤大致相同，不同之处在于：本实施例中所述步骤（1）为：称取原料微粉和平均颗粒尺寸为10nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti5.8%、Ag1.4%、V0.45%、Sn0.78%、Zr1.8%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的1.5%。所述步骤（3）中对所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为0.7MPa，雾化喷嘴直径为27mm。本实施例还提供一种由所述的制备方法制得的铜基钎料，它包括所述合金微粉和所述Mo颗粒，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti5.8%、Ag1.4%、V0.45%、Sn0.78%、Zr1.8%，其余为Cu；其中，所述铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铜基钎料质量百分数为46%。采用与实施例1相同的性能测试方法，测得由本实施例提供的铜基钎料在铜合金基体上制备的厚度为2.5mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到310MPa。实施例3本实施例提供一种制备铜基钎料的方法，其步骤与实施例1中的步骤大致相同，不同之处在于：本实施例中所述步骤（1）为：称取原料微粉和平均颗粒尺寸为10nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti4.4%、Ag1.1%、V0.4%、Sn0.8%、Zr1.72%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的4.2%。本实施例还提供一种由所述的制备方法制得的铜基钎料，它包括所述合金微粉和所述Mo颗粒，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti4.4%、Ag1.1%、V0.4%、Sn0.8%、Zr1.72%，其余为Cu；其中，所述铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铜基钎料质量百分数为50.2%。采用与实施例1相同的性能测试方法，测得由本实施例提供的铜基钎料在铜合金基体上制备的厚度为3.0mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到380MPa。实施例4本实施例提供一种制备铜基钎料的方法，其步骤与实施例1中的步骤大致相同，不同之处在于：本实施例中所述步骤（1）为：称取原料微粉和平均颗粒尺寸为8nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备铜基钎料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和平均颗粒尺寸为4 nm～15 nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成： Ti 1.7%～5.8%、Ag 1.1%～1.4%、V 0.4%～0.5%、Sn 0.7%～0.8%、Zr 1.6%～1.8%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的1.5%～8.7%；（2）将称取的所述原料微粉置于中频真空冶炼炉坩埚中在氩气保护下进行熔化得到熔融体；（3）采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到合金微粉，然后向所述合金微粉中加入称取的所述Mo颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铜基钎料。

【技术特征摘要】
1.一种制备铜基钎料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和平均颗粒尺寸为4nm～15nm的Mo颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Ti1.7%～5.8%、Ag1.1%～1.4%、V0.4%～0.5%、Sn0.7%～0.8%、Zr1.6%～1.8%，其余为Cu；所述Mo颗粒质量占所述原料微粉质量的1.5%～8.7%；（2）将称取的所述原料微粉置于中频真空冶炼炉坩埚中在氩气保护下进行熔化得到熔融体；（3）采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到合金微粉，然后向所述合金微粉中加入称取的所述Mo颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：计富宝，武亚楠，
申请(专利权)人：河南智联寰宇知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41