铝基钎焊材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种制备铝基钎焊材料的方法，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将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Al2O3颗粒，并在真空条件下进行球磨混合制得铝基钎焊材料。本发明专利技术还提供一种由所述的制备方法制得的铝基钎焊材料，所述铝基钎焊材料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎焊材料质量百分数大于等于50.5%。所述铝基钎焊材料能增加钎料的填充性能，进而改善了钎焊层与铝合金基体间的润湿性和结合强度。

Aluminum-based brazing materials and their preparation methods

The invention provides a method for preparing aluminium-based brazing material, which comprises the steps of weighing raw material micro-powder according to the mass percentage and melting raw material micro-powder to obtain melt, then atomizing the melt to obtain alloy micro-powder, adding Al2O3 particles to the alloy micro-powder, and ball milling under vacuum condition by using atomizing water-cooled atomizing powder-making process. Aluminum-based brazing materials were prepared by mixing. The invention also provides an aluminium-based brazing material prepared by the preparation method. The particle size of the aluminium-based brazing material is less than 200 mesh, which accounts for more than 50.5% of the quality of the aluminium-based brazing material. The aluminium-based brazing material can increase the filling performance of the brazing alloy, thereby improving the wettability and bonding strength between the brazing layer and the aluminium alloy matrix.

【技术实现步骤摘要】
铝基钎焊材料及其制备方法
本专利技术涉及钎焊材料
，具体的说，涉及了一种铝基钎焊材料及其制备方法。
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。其不仅因为铝表面极易形成致密的氧化膜以及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，同时还因为铝合金钎焊时极易烧损，造成钎焊接头抗拉强度不够。
技术实现思路
由鉴于此，本专利技术确有必要提供一种铝基钎焊材料及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种制备铝基钎焊材料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数1.5%～8.7%且平均颗粒尺寸为10nm～35nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu10%～28%、V0.4%～0.5%、Si0.5%～3.0%，其余为Al；（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Al2O3颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铝基钎焊材料。基于上述，所述步骤（3）中采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为0.5MPa～1.0MPa，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将所述熔融体进行雾化制粉过程中，所用到的制粉装置为该制粉通用的设备，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铝基钎焊材料，它包括所述Al2O3颗粒和所述合金微粉，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu10%～28%、V0.4%～0.5%、Si0.5%～3.0%，其余为Al；其中，所述铝基钎焊材料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎焊材料质量百分数大于等于50.5%。本专利技术提供的铝基钎焊材料中各元素的作用如下：细化晶粒元素V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。Al2O3颗粒能为固溶体提供更多的形核点，进而提高钎焊接头的抗拉强度。更重要的是，该铝基钎焊材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，该铝基钎焊材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铝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铝基钎焊材料钎焊厚度为2.0mm～4.0mm的钎焊接头的常温抗拉强度可达330MPa～407MPa。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铝基钎焊材料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数8.7%且平均颗粒尺寸为35nm的Al2O3颗粒；所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu28%、V0.5%、Si3.0%，其余为Al；（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Al2O3颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铝基钎焊材料。其中，采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为1.0MPa，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铝基钎焊材料，它包括Al2O3颗粒和所述合金微粉，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu28%、V0.5%、Si3.0%，其余为Al；其中，所述铝基钎焊材料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎焊材料质量百分数为60.5%。钎焊接头性能测试：采用本实施例提供的铝基钎焊材料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基钎焊材料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402MPa。实施例2本实施例提供一种制备铝基钎焊材料的方法，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：称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数1.5%且平均颗粒尺寸为10nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu10%、V0.4%、Si0.5%，其余为Al。本实施例还提供一种由所述的制备方法制得的铝基钎焊材料，它包括所述Al2O3颗粒和所述合金微粉，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu10%、V0.4%、Si0.5%，其余为Al；其中，所述铝基钎焊材料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎焊材料质量百分数为57%。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基钎焊材料在铝合金基体上制备的厚度为3.2mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到407MPa。实施例3本实施例提供一种制备铝基钎焊材料的方法，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：称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数5.0%且平均颗粒尺寸为20nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu20%、V0.45%、Si1.8%，其余为Al。本实施例还提供一种由所述的制备方法制得的铝基钎焊材料，它包括所述Al2O3颗粒和所述合金微粉，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu20%、V0.45%、Si1.8%，其余为Al；其中，所述铝基钎焊材料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述铝基钎焊材料质量百分数为60.5%。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基钎焊材料在铝合金基体上制备的厚度为3.5mm的钎焊接头在常温下的抗拉强度可达到395MPa。实施例4本实施例提供一种制备铝基钎焊材料的方法，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：称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数5.8%的平均颗粒尺寸为30nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu19.5%、V0.5%、Si1.75%，其余为Al；所述步骤（3）中采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备铝基钎焊材料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数1.5%～8.7%且平均颗粒尺寸为10nm～35 nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu 10%～28%、V 0.4%～0.5%、Si 0.5%～3.0%，其余为Al；（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Al2O3颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铝基钎焊材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备铝基钎焊材料的方法，其步骤包括：（1）称取原料微粉和占所述原料微粉质量百分数1.5%～8.7%且平均颗粒尺寸为10nm～35nm的Al2O3颗粒，所述原料微粉由以下质量百分数的元素组成：Cu10%～28%、V0.4%～0.5%、Si0.5%～3.0%，其余为Al；（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Al2O3颗粒，并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得铝基...

【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