一种多元铝基钎料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种多元铝基钎料、其制备方法及应用，多元铝基钎料，按照重量百分数计，包括：60％～75％的铝、20％～32％的铜、1％～3％的镓、0.2％～2.3％的铟、0.1％～2.5％的锡，其余为锶和镍。多元铝基钎料的制备方法，包括：将铝和铝铜中间合金熔融，得到铝铜混合液；将镓、铟、锡、锶和镍加入所述铝铜混合液搅拌熔融，得到多元铝基钎料浇铸液；将所述多元铝基钎料浇铸液浇铸到多元铝基钎料模具中，得到多元铝基钎料。本发明专利技术多元铝基钎料的强度高，熔点低，能够防止母材过烧和溶蚀。够防止母材过烧和溶蚀。够防止母材过烧和溶蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种多元铝基钎料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于新型焊接材料
，具体涉及一种多元铝基钎料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]铝合金材料具有密度低、比强度高、低温韧性好、易加工成型等优点，在航空、航天、汽车、机械制造等工业领域中，已成为大量应用的一类有色轻金属材料，使用量仅次于钢。低熔点、高强度铝基钎料广泛应用在高铁、航空业、造船业等结构件中，钎焊是一种既精密又高效的焊接方式，应用非常广泛。目前存在的铝基钎料熔点高，钎焊时易使母材过烧。因此，降低铝基钎料的熔点具有重要的意义。
[0003]在研发无铅新型钎料的过程中，为了防止母材过烧，降低铝基钎料熔点成为了很多研究者关注的热点问题，近年来越来越多的学者以Al
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Si、Al
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Cu、Al
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Zn、 Al
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Mg二元系合金和Al
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Si
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Cu、Al
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Si
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Zn三元系合金为理论支撑，采用合金化和低熔点元素研发制备了一系列无铅新型低熔点、高强度铝基钎料，同时对其焊接性能进行了研究。张启元等人和周飞等人研究了Al
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Si钎料中Si含量对钎料熔点的影响，当钎料为亚共晶组织状态时，钎料具有良好的抗腐蚀性、流动性和润湿性。但是Al
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Si系硬钎料中Si的片状组织形式降低了钎料的力学性能，同时Al
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Si系硬钎料熔点高达577℃，会导致母材过烧、溶蚀等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种多元铝基钎料、其制备方法及应用，强度高，熔点低，能够防止母材过烧和溶蚀。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种多元铝基钎料，按照重量百分数计，包括：60％～75％的铝、20％～32％的铜、1％～3％的镓、0.2％～2.3％的铟、0.1％～2.5％的锡，其余为锶和镍。
[0007]一种多元铝基钎料的制备方法，包括：
[0008]将铝和铝铜中间合金熔融，得到铝铜混合液；
[0009]将镓、铟、锡、锶和镍加入所述铝铜混合液搅拌熔融，得到多元铝基钎料浇铸液；
[0010]将所述多元铝基钎料浇铸液浇注到多元铝基钎料模具中，得到多元铝基钎料。
[0011]进一步地，所述铝铜中间合金中铜含量为50％。
[0012]进一步地，将镓、铟、锡、锶和镍加入所述铝铜混合液搅拌熔融还包括加入精炼剂进行精炼。
[0013]进一步地，所述精炼剂的加入深度为1cm～4cm。
[0014]进一步地，所述精炼的时间为1min～3min。
[0015]进一步地，所述精炼剂为氩气。
[0016]一种多元铝基钎料的应用，采用所述多元铝基钎料对母材进行焊接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0018]本专利技术提供的一种多元铝基钎料，按照重量百分数计，包括：60％～75％的铝、20％～32％的铜、1％～3％的镓、0.2％～2.3％的铟、0.1％～2.5％的锡，其余为锶和镍，低熔点元素Ga、In、Sn的加入可形成GaIn3Sn相和GaInSn4相， GaIn3Sn相和GaInSn4相具有液相通道效应，可以提高Cu元素的流动性，增加了钎料的润湿铺展性，促进了Cu元素与母材元素Al的冶金结合效果。Cu 元素可以和Al元素形成Θ(Al2Cu)相，降低了钎料的熔点，锶和镍可以起到细化晶粒的效果。
[0019]本专利技术的铝基钎料的熔化区间为542℃～554℃，熔化温度区间最小为
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t＝18.77℃，可钎焊固相线在580℃以上的铝合金，应用广泛。本专利技术的铝基钎料在钎焊时无需真空环境，熔炼设备和钎焊设备结构简单，操作方便，制造成本低，可大规模生产。本专利技术的铝基钎料钎焊纯铝，钎焊温度为570～580℃，保温时间20min，获得的钎焊接头硬度高达120HV，可形成犬牙交错的冶金结合形貌，钎焊接头光滑平整。
[0020]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1中，(a)是对实施例1～3的铝基钎料进行熔化特性分析图，(b)是对实施例1～3的铝基钎料进行液相点变化趋势分析图(2％GaIn3Sn～6％GaIn3Sn)；
[0023]图2中，(a)是对实施例3～6的铝基钎料进行熔化特性分析图，(b)是对实施例3～6的铝基钎料进行液相点变化趋势进行分析 (2％GaInSn4～6％GaInSn4)；
[0024]图3是对对比例的铝基钎料进行熔化特性分析图；
[0025]图4是对实施例1～3的铝基钎料进行显微组织分析图；
[0026]图5是对实施例3～6的铝基钎料进行显微组织分析图；
[0027]图6是对对比例的铝基钎料进行显微组织分析图；
[0028]图7是Al
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30％Cu
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GaIn3Sn超声钎焊纯铝的接头金相微观组织图；
[0029]图8是Al
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30％Cu
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GaInSn4超声钎焊纯铝的接头金相微观组织图；
[0030]图9是Al
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25％Cu超声钎焊纯铝的接头金相微观组织图；
[0031]图10是实施例1～3的钎焊接头显微硬度分布曲线图；
[0032]图11是实施例3～6的钎焊接头显微硬度分布曲线图；
[0033]图12是对比例的钎焊接头显微硬度分布曲线图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1：
[0036]一种多元铝基钎料，按照重量百分数计，包括：67.9％的铝、30％的铜、 1％的镓、0.75％的铟、0.25％的锡、0.08％的锶和0.02％的镍；(2％GaInSn， In:Sn＝3:1)。
[0037]一种多元铝基钎料的制备方法如下：
[0038]1)称取原料：根据铝基钎料成分配比分别称取各组分，其中，铝以纯度为 99.99％的铝锭加入，Ga、In、Sn、Sr和Ni原料纯度均大于99.99％，铜选用铝铜中间合金加入，铝铜中间合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元铝基钎料，其特征在于，按照重量百分数计，包括：60％～75％的铝、20％～32％的铜、1％～3％的镓、0.2％～2.3％的铟、0.1％～2.5％的锡，其余为锶和镍。2.根据权利要求1所述的一种多元铝基钎料的制备方法，其特征在于，包括：将铝和铝铜中间合金熔融，得到铝铜混合液；将镓、铟、锡、锶和镍加入所述铝铜混合液搅拌熔融，得到多元铝基钎料浇铸液；将所述多元铝基钎料浇铸液浇注到多元铝基钎料模具中，得到多元铝基钎料。3.根据权利要求2所述的一种多元铝基钎料的制备方法，其特征在于，所述铝铜中间合金中铜含量为50％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭腊梅，李二行，丰德友，杨升，王斌奇，田少刚，
申请(专利权)人：陕西开路者勘探工具有限公司，
类型：发明
国别省市：