高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及钎焊方法技术

本发明专利技术公开了一种高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及使用该钎料的钎焊方法，所述钎料为箔状，其成分包括质量分数5～8%Si、19.6～28.6%Cu、1.2～2.5%Mg、0.5～3.5%Ce、余量为Al。制备方法包括如下步骤：混料；电磁感应熔炼制备钎料毛坯；熔盐保护精练钎料；制备急冷箔状钎料。使用该钎料的钎焊方法，包括如下步骤：待焊面预处理；焊件与钎料装夹；真空钎焊。本发明专利技术解决了高硅铝基复合材料焊接过程中其表面硅颗粒和难熔氧化膜阻碍钎料润湿和铺展的问题，制得的箔状钎料与高硅铝基复合材料紧密结合，焊缝成形良好，耐蚀性强，接头抗剪强度和气密性高，可应用在高硅铝基复合材料的电子封装领域。

High silicon aluminum matrix composite solder material, preparation method thereof and soldering method

The invention discloses a brazing method of high silicon aluminum based composite solder and its preparation method and use of the solder, the solder foil is, its ingredients include mass fraction of 5 ~ 8%Si, 19.6 ~ 28.6%Cu, 1.2 ~ 2.5%Mg, 0.5 ~ 3.5%Ce, the rest is Al. The preparation method comprises the following steps: mixing material; electromagnetic induction smelting to prepare solder alloy blank; molten salt to protect refined solder; preparing quick cooling foil filler metal. The brazing method using the solder comprises the following steps: pretreatment of the surface to be welded; welding and brazing of the filler metal; vacuum brazing. The invention solves the problem of high silicon aluminum matrix composite welding on the surface of silicon particles in the process of refractory oxide and hinder the wetting and spreading of the problem, combined with brazing foil with high silicon aluminum matrix composites, weld shape, strong corrosion resistance, shear strength and tightness is high, can be used in the field of electronic packaging of high silicon aluminum matrix composites.

【技术实现步骤摘要】
高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及钎焊方法
本专利技术属于材料焊接与连接
，具体涉及一种高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及使用该钎料的钎焊方法。
技术介绍
高硅铝基复合材料（Vol.%,Si=30～60%）集高导热、低密度、低膨胀系数和高耐磨性等优良综合性能于一身，在航空、航天、汽车、空间技术以及相机制造等领域具有广阔的应用前景，相控阵雷达T/R模块电子封装就是其重要应用方向之一，可替代传统的Kovar合金、W/Cu、Mo/Cu等传统电子封装材料而成为新一代电子封装材料。焊接作为高硅铝基复合材料推广应用的重要二次加工技术，其连接界面包括硅铝基复合材料/金属钎料界面（强连接界面）以及硅相/金属钎料界面（弱连接界面），具体来说，金属钎料在硅颗粒表面的润湿性差，在焊接过程中易造成焊缝局部位置形成气孔、夹杂、微裂纹等缺陷，从而限制了高硅铝基复合材料在电子封装领域的推广使用。大量研究表明，通过采用活性中间层结合真空硬钎焊的方法可实现该高硅铝基复合材料的有效连接。Al-Si-Cu系钎料具有熔点低、流动性好等优点而广泛作为中间层（钎料）用于钎焊硅铝基复合材料。钎料合金中若存在Mg元素，在真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硅铝基复合材料钎料，其特征在于：所述钎料为箔状，其成分包括5.0wt%～8.0wt%的Si、19.6wt%～28.6wt%的Cu、1.2wt%～2.5wt%的Mg、0.5wt%～3.5wt%的Ce、余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种高硅铝基复合材料钎料，其特征在于：所述钎料为箔状，其成分包括5.0wt%～8.0wt%的Si、19.6wt%～28.6wt%的Cu、1.2wt%～2.5wt%的Mg、0.5wt%～3.5wt%的Ce、余量为Al。2.一种高硅铝基复合材料钎料的制备方法，其特征在于通过以下步骤实现：S1、混料：将配比好的纯度高于99.99%的Al、Cu单质以及Al-20Si中间合金置于高真空感应熔炼炉的石墨坩埚中，把Al-10Ce中间合金置于坩埚上方特有的二次加料装置中，把Al-50Mg中间合金置于不锈钢模具中，然后将熔炼炉腔体抽真空至1×10-3Pa～3×10-3Pa，随后充入高纯氩气至熔炼炉腔体内气压为0MPa；S2、电磁感应熔炼制备钎料毛坯：打开感应加热电源，预热石墨坩埚至300℃～400℃，然后在6min～10min时间内将石墨坩埚加热至1500℃～1600℃，令石墨坩埚内的金属原料熔化完全，并保温10min～15min，然后降温至1000℃～1100℃并控制二次加料装置，使Al-10Ce中间合金自然落入金属液中，并保温10min～15min，然后把合金液迅速倒入不锈钢模具中，从而冲熔Al-50Mg中间合金，使得合金液与Al-50Mg中间合金充分混合，然后自然冷却到常温塑形，制备成钎料毛坯；S3、熔盐保护精练钎料：将第二步中制备的钎料毛坯从不锈钢模具取出，去除表面氧化皮后置于陶瓷坩埚中，并加入KCl和LiCl的混合熔盐覆盖，然后放入坩埚电阻炉内；打开坩埚电阻炉加热电源，待炉温升至700℃～750℃使钎料熔化并保温1h，然后借助玻璃棒搅拌合金液10s～15s，继续保温3h～4h；关闭加热电源等待炉温降至650℃～660℃，取出坩埚把合金液倒入柱形不锈钢模具中，钎料自然冷却得到精练钎料的合金柱体；S4、制备急冷箔状钎料：将第三步制备得到的钎料合金柱体清洗干净后置于石英管中，并将石英管固定在真空甩带机炉腔内的感应线圈中，调整石英管下端喷嘴至铜辊的间距为1.5mm～1.7mm；然后对甩带机腔体抽真...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬霞，王鹏，王东斌，许国星，牛济泰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41