铝芯钎焊条及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝芯钎焊条，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和铝钎剂药皮，所述微米颗粒增强铝钎料内芯包括金属合金相和Al2O3颗粒，所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu 16.2%～27.5%、Si 5%～8%、Mn 0.55%～0.93%、La 1.3%～2.93%、Ti 0.05%～1.5%，其余为Al；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾20%～29%、氟化铯1.5%～2.8%、氟化锌2%～5%、氟化锂1%～2.5%、氟硅酸钾2%～3.8%、余量为氟化铝。本发明专利技术还提供一种制备所述铝芯钎焊条的方法。所述铝芯钎焊条能改善钎焊层与铝合金基体间的抗拉强度。

Aluminum Core Brazing Electrode and Its Preparation Method

The invention provides an aluminium core brazing rod, which comprises a micron particle reinforced aluminium filler metal core and an aluminium flux coating. The micron particle reinforced aluminium filler metal core comprises a metal alloy phase and Al2O3 particles. The metal alloy phase consists of elements of the following mass percentages: Cu 16.2%-27.5%, Si 5%-8%, Mn 0.55%-0.93%, La 1.3%-2.93%, Ti 0.05%-1.5%, and the rest are Al. The aluminium flux coating comprises the following components of mass percentage: potassium fluoride 20%-29%, cesium fluoride 1.5%-2.8%, zinc fluoride 2%-5%, lithium fluoride 1%-2.5%, potassium fluosilicate 2%-3.8%, and residual amount of aluminium fluoride. The invention also provides a method for preparing the aluminum core brazing electrode. The aluminium core brazing rod can improve the tensile strength between the brazing layer and the aluminium alloy matrix.

【技术实现步骤摘要】
铝芯钎焊条及其制备方法
本专利技术涉及钎焊材料
，具体的说，涉及了一种铝芯钎焊条及其制备方法。
技术介绍
铝合金在工业生产和社会生活中的应用非常广泛，由于比重小、导电、导热性好、铸造性、苏醒和机械加工优良，铝合金在现代工业材料中的重要作用不可替代。采用3系、6系高强度铝合金制造全铝结构零部件以替代铜质结构部件，已经成为全世界制造业的发展方向，但是铝构件的焊接难题也越来越多。其不仅因为铝合金表面极易形成致密的氧化膜，影响钎焊时的钎料的流动性，同时还因为铝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铝芯钎焊条及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种铝芯钎焊条，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮，其中，所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为20µm～57µm的Al2O3颗粒，所述Al2O3颗粒掺杂在金属合金相晶粒内部或晶间；所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu16.2%～27.5%、Si5%～8%、Mn0.55%～0.93%、La1.3%～2.93%、Ti0.05%～1.5%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为3%～17.5%；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾20%～29%、氟化铯1.5%～2.8%、氟化锌2%～5%、氟化锂1%～2.5%、氟硅酸钾2%～3.8%、余量为氟化铝。基于上述，所述铝钎剂药皮占所述铝芯钎焊条总质量的10%～19.5%。本专利技术还提供一种制备所述铝芯钎焊条的方法，其步骤包括：按照所述金属合金相含有的质量百分数的元素，分别称取原材料Al粉、Cu粉、Ti粉、Si粉、La粉和Mn粉，并称取平均颗粒尺寸为20µm～57µm的Al2O3颗粒，然后在真空环境下将所述Al粉、所述Cu粉、所述Ti粉、所述Si粉、所述La粉和所述Mn粉进行真空球磨，得到待烧混合料，将所述待烧混合料置于中频真空冶炼炉坩埚中进行熔化，待完全熔化后加入所述Al2O3颗粒并浇铸成钎料铸锭；加热后挤压成棒状微米颗粒增强铝钎料内芯；按照所述质量百分数的铝钎剂药皮的组分，分别称取氟化钾、氟化铯、氟化锌、氟化锂、氟硅酸钾和氟化铝，并加水混合制成钎剂饱和溶液，然后将所述钎剂饱和溶液直接涂覆在所述棒状微米颗粒增强铝钎料内芯的表面，干燥后形成铝钎剂药皮，从而制得铝芯钎焊条。本专利技术提供的铝芯钎焊条的金属合金相中各元素的作用如下：元素La可以优化钎料中Al-Si共晶的形态与分布，同时也细化了钎料中的ɑ-Al固溶体，使得钎缝中大块团簇状的铝硅共晶均匀分布于ɑ-Al固溶体之间，在钎焊界面处形成明显的过渡层，提高了钎焊接头的抗拉强度。同时，元素Mn可以与钎料中的铁杂质生成块状锰铁相，避免了针状β-Fe的生成。而平均颗粒尺寸为20µm～57µm的Al2O3颗粒能为固溶体提供更多的形核点，进而提高钎焊层的抗拉强度。同时本专利技术提供的铝芯钎焊条的铝钎剂药皮组分中的氟化铯能去除铝合金表面的氧化膜，氟化钾、氟化锌、氟化锂和氟硅酸钾可以起到表面活性剂的作用，增加了长时间加热及较高温度时钎剂去除氧化膜的效率和活性，与所述微米颗粒增强铝钎料内芯协同配合进而提高钎焊层的抗拉强度。试验证明，利用本专利技术提供的铝芯钎焊条钎焊厚度为2.0mm～3.7mm的钎焊接头的常温抗拉强度可达350MPa～415MPa。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本实施例提供了一种铝芯钎焊条，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮；其中，所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为57µm的Al2O3颗粒；所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu17.5%、Si5%、Mn0.9%、La2.93%、Ti1.5%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为17.5%。所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾29%、氟化铯1.5%、氟化锌5%、氟化锂2.5%、氟硅酸钾3.8%、余量为氟化铝。其中，所述铝钎剂药皮占所述铝芯钎焊条总质量的19.5%。本专利技术还提供一种制备所述铝芯钎焊条的方法，其步骤包括：按照所述金属合金相含有的质量百分数的元素，分别称取原材料Al粉、Cu粉、Ti粉、Si粉、La粉和Mn粉，并称取平均颗粒尺寸为57µm的Al2O3颗粒，然后在真空环境下将所述Al粉、所述Cu粉、所述Ti粉、所述Si粉、所述La粉和所述Mn粉进行真空球磨，得到待烧混合料，将所述待烧混合料置于中频真空冶炼炉坩埚中进行熔化，待完全熔化后向其中加入所述Al2O3颗粒并浇铸成钎料铸锭；将所述钎料铸锭加热后挤压成棒状微米颗粒增强铝钎料内芯；按照所述质量百分数的铝钎剂药皮的组分，分别称取氟化钾、氟化铯、氟化锌、氟化锂、氟硅酸钾和氟化铝，并加水混合制成钎剂饱和溶液，然后将所述钎剂饱和溶液直接涂覆在所述棒状微米颗粒增强铝钎料内芯的表面，干燥后形成铝钎剂药皮，从而制得铝芯钎焊条。钎焊接头性能测试：采用本实施例提供的铝芯钎焊条将两段铝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铝合金基体的结合性能。经测试，利用本实施例提供的铝芯钎焊条在铝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415MPa。实施例2本实施例提供一种铝芯钎焊条，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮；所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为20µm的Al2O3颗粒，所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu20.4%、Si8%、Mn0.9%、La2.93%、Ti0.05%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为15.5%；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾20%、氟化铯1.5%、氟化锌5%、氟化锂1%、氟硅酸钾2%、余量为氟化铝。所述铝钎剂药皮占所述铝芯钎焊条总质量的10%。本实施例还提供一种制备所述铝芯钎焊条的方法，具体步骤与实施例1中的步骤相同。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铝芯钎焊条在铝合金基体上制备的厚度为2.0mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到350MPa。实施例3本实施例提供一种铝芯钎焊条，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮；所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为33µm的Al2O3颗粒；所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu20.5%、Si6%、Mn0.75%、La1.3%、Ti1.0%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为3%；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾22%、氟化铯2.8%、氟化锌5%、氟化锂2.5%、氟硅酸钾3.5%、余量为氟化铝。所述铝钎剂药皮占所述铝芯钎焊条总质量的12%。本实施例还提供一种制备所述铝芯钎焊条的方法，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝芯钎焊条，其特征在于，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮；其中，所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为20 µm～57 µm的Al2O3颗粒；所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu 16.2%～27.5%、Si 5%～8%、Mn 0.55%～0.93%、La 1.3%～2.93%、Ti 0.05%～1.5%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为3%～17.5%；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾20%～29%、氟化铯1.5%～2.8%、氟化锌2%～5%、氟化锂1%～2.5%、氟硅酸钾2%～3.8%、余量为氟化铝。

【技术特征摘要】
1.一种铝芯钎焊条，其特征在于，它包括微米颗粒增强铝钎料内芯和粘附在所述微米颗粒增强铝钎料内芯表面的铝钎剂药皮；其中，所述微米颗粒增强铝钎料内芯的组织成分包括金属合金相和平均颗粒尺寸为20µm～57µm的Al2O3颗粒；所述金属合金相由以下质量百分数的元素组成：Cu16.2%～27.5%、Si5%～8%、Mn0.55%～0.93%、La1.3%～2.93%、Ti0.05%～1.5%，其余为Al；所述Al2O3颗粒占所述微米颗粒增强铝钎料内芯的质量百分数为3%～17.5%；所述铝钎剂药皮包括以下质量百分数的组分：氟化钾20%～29%、氟化铯1.5%～2.8%、氟化锌2%～5%、氟化锂1%～2.5%、氟硅酸钾2%～3.8%、余量为氟化铝。2.根据权利要求1所述的铝芯钎焊条，其特征在于，所述铝钎剂药皮占所述铝芯钎焊条总质量的10%～19.5%。3.一种制...

【专利技术属性】
技术研发人员：计富宝，田文举，
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