一种低温扩散焊蜂窝芯及其制备方法技术

本发明专利技术属于铝制蜂窝板技术领域，具体涉及一种低温扩散焊蜂窝芯及其制备方法。本发明专利技术的低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，包括以下步骤：(1)将活性合金粉末以等间距涂覆于铝合金箔带表面，在未涂覆区域设置阻焊剂，然后将不同的铝合金箔带进行叠加；(2)将铝合金箔带进行真空扩散焊接，然后分切、拉伸即得。本发明专利技术将拉伸法制备过程中采用的胶黏剂替换为低熔点合金粉末，采用扩散焊实现蜂窝芯夹层的冶金结合。焊接过程由于不使用胶黏剂，能解决胶黏剂在蜂窝板钎焊温度下黑色残留的问题；采用Al

【技术实现步骤摘要】
一种低温扩散焊蜂窝芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝制蜂窝板
，具体涉及一种低温扩散焊蜂窝芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝蜂窝板是一种类“三明治”结构的复合板材，由上下面板和中间的蜂窝芯层组成，具有平整度高、比强度高、比刚度好、密度低、隔音隔热、高吸能性等特点，已在航空航天、船舶、高速列车、轨道交通等领域得到广泛应用。
[0003]蜂窝芯作为铝蜂窝板的核心部件，其制造方法主要可以分为拉伸法和成型法两种。拉伸法是先在原料上层叠式地错层印刷胶条，叠在一起固化后切成所需高度的蜂窝芯子条，蜂窝芯子条占地小、方便运输、便于储存，使用前再经拉伸得到展开的蜂窝芯。成型法是将材料辊轧或者冲压成波纹条，再将波纹条组合拼装成蜂窝芯，波纹条之间根据需求和厚度采用有机胶进行黏接或者通过点焊连接得到蜂窝芯。
[0004]由于通过现有拉伸法制备的蜂窝芯夹层中存在胶黏剂，采用常规钎焊法将蜂窝芯和上下面板进行钎焊制备蜂窝板时，胶黏剂会在钎焊温度下裂解失效，产生大量黑色残留，从而严重影响钎焊质量。因此现有技术中采用钎焊法制备蜂窝板时，一般采用成型法制备蜂窝芯，但是成型法生产效率低，无法满足大批量生产需求。
[0005]鉴于上述问题，需要开发一种新型的蜂窝芯制备方法，其不仅能够解决胶黏剂在钎焊时产生的黑色残留问题，并且还具有较高的生产效率和焊接质量。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术的第一目的在于提供一种低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，能够解决胶黏剂在钎焊温度下黑色残留的问题，并且蜂窝芯夹层能实现冶金结合，焊接强度和焊接效率高。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种低温扩散焊蜂窝芯，蜂窝芯夹层能实现冶金结合，焊接质量好，适于高性能蜂窝板使用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，采用的技术方案是：
[0009]一种低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将活性合金粉末以等间距涂覆于铝合金箔带表面，在未涂覆活性合金粉末的区域涂覆或放置阻焊剂，然后将不同的铝合金箔带进行叠加，叠加时保持各层铝合金箔带表面的活性合金粉末之间进行交错叠加，得到铝合金箔带表面间隔分布活性合金粉末、阻焊剂的叠层结构；
[0011](2)将叠层结构的铝合金箔带进行真空扩散焊接，然后分切、拉伸成蜂窝芯，即得；
[0012]其中，所述活性合金粉末为Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
‑
In活性合金粉末。
[0013]本专利技术的低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，将现有拉伸法制备过程中采用的胶黏剂替换为低熔点的活性合金粉末，并且采用扩散焊实现蜂窝芯夹层的冶金结合。
[0014]本专利技术的焊接过程，由于不使用胶黏剂，能解决胶黏剂在蜂窝板钎焊温度下黑色残留的问题。并且，本专利技术采用扩散焊接，扩散焊接指的是在一定的温度条件下，施加压力使被连接表面相互靠近、相互接触，保证原子充分扩散而在界面处形成冶金结合以实现材料有效连接的方法。由于蜂窝芯箔带较薄，若采用现有钎焊方法制备蜂窝芯，则会使铝合金箔带变形。本专利技术采用扩散焊，其连接温度较低，能在避免变形的基础上实现蜂窝芯夹层的冶金结合，方便后续通过拉伸法实现蜂窝芯制备。
[0015]此外，本专利技术采用Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
‑
In活性合金粉末作为中间连接层材料，在扩散焊时添加Al粉有利于扩散焊中间层的脱氧，Zn和Mg在342℃发生共晶反应，并且Mg蒸发产生的镁蒸气可以促进氧化膜破膜。Ge元素的加入能够使扩散焊的温度进一步降低，同时，Ge和Mg反应可以生成Mg2Ge强化相，提高接头的力学性能。In元素与铝固溶，并且与铝元素热膨胀系数接近，且In元素熔点较低，In作为中间层可以使扩散焊温度进一步降低。因此，Al、Zn、Mg、Ge、In元素协同作用，能够在显著降低扩散焊温度的同时提高接头的力学强度。
[0016]与传统箔带状中间层相比，由于蜂窝芯箔带厚度小，中间层箔带厚度大，导致反应温度升高，反应时间增强进而使蜂窝芯易产生溶蚀，强度降低。本专利技术采用粉末状中间层，可以严格控制粉末用量，并且粉末状中间层在焊接过程中由于温度的变化，粉末颗粒之间会发生粘结等物理化学变化，从而增加扩散层强度、硬度和密度，减少孔隙并使晶粒结构致密化。优选地，所述Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
‑
In活性合金粉末的粒度为20～40μm；Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
‑
In活性合金粉末的重量百分比组成为：Zn 15～20％，Ge 10～20％，Mg 5～10％，In 3～5％，Al余量。
[0017]进一步地，所述铝合金箔带为3003铝合金、6061铝合金、6063铝合金中的一种。所述铝合金箔带的厚度为0.1～0.3mm。
[0018]进一步地，所述铝合金箔带在涂覆前，预先进行清洗。
[0019]本专利技术采用阻焊剂限定非焊接区域。优选地，所述阻焊剂为氧化铝粉或有机云母片。采用氧化铝粉作为阻焊剂时，可采用涂覆方式将阻焊剂刷涂在铝合金箔带表面；采用有机云母片作为阻焊剂时，可直接将有机云母片放置于铝合金箔带表面。涂覆氧化铝阻焊剂时，可采用三氯乙烯作为溶剂。
[0020]步骤(1)中，涂覆活性合金粉末时，是将所述活性合金粉末与三氯乙烯混合后进行涂覆操作；活性合金粉末与三氯乙烯的混合质量比为10∶(0.5～1.0)，更优选为10∶0.8。本专利技术采用三氯乙烯将活性合金粉末有效涂覆在铝合金箔带上，其易挥发不会产生黑色残留，并且能够提高涂覆品质。进一步地，为了提高涂覆稳定性，可以进一步添加少许PS胶，PS胶和三氯乙烯的比例为0.5:5。
[0021]进一步地，所述活性合金粉末和阻焊剂的厚度相同；活性合金粉末的厚度为0.02～0.05mm；每条铝合金箔带中，阻焊剂和活性合金粉末的长度比为3∶1。
[0022]优选地，所述真空扩散焊接的真空度不小于9
×
10
‑3Pa。更进一步地，所述真空扩散焊接的真空度为(4～6)
×
10
‑3Pa。
[0023]作为进一步优选的方案，所述真空扩散焊接的条件为：以(8～12)℃/min的速度升温至320～360℃，施加(0.8～1.5)MPa的压力，保温处理2～4h。
[0024]上述方法中，分切指的是对焊接后的叠层铝合金箔带的高度根据使用需求进行分切，拉伸是将叠层铝合金箔带拉伸成蜂窝芯状，其均为本领域的常规操作。
[0025]本专利技术的低温扩散焊蜂窝芯，采用上述制备方法制备得到。
[0026]本专利技术的低温扩散焊蜂窝芯，在制备时将拉伸法中的胶黏剂替换成低温扩散焊接形成冶金结合，不仅改善了胶黏剂产生的黑色残留问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活性合金粉末以等间距涂覆于铝合金箔带表面，在未涂覆活性合金粉末的区域涂覆或放置阻焊剂，然后将不同的铝合金箔带进行叠加，叠加时保持各层铝合金箔带表面的活性合金粉末之间进行交错叠加，得到铝合金箔带表面间隔分布活性合金粉末、阻焊剂的叠层结构；(2)将叠层结构的铝合金箔带进行真空扩散焊接，然后分切、拉伸成蜂窝芯，即得；其中，所述活性合金粉末为Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
‑
In活性合金粉末。2.根据权利要求1所述的低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，其特征在于，所述Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Ge
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In活性合金粉末的粒度为20～40μm；Al
‑
Zn
‑
Mg
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Ge
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In活性合金粉末的重量百分比组成为：Zn 15～20％，Ge 10～20％，Mg 5～10％，In 3～5％，Al余量。3.根据权利要求1所述的低温扩散焊蜂窝芯的制备方法，其特征在于，所述铝合金箔带为3003铝合金、6061铝合金、606...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈元勋，钟素娟，李云月，董显，秦建，刘德运，董博文，纠永涛，浦娟，程战，赵明远，王朋旭，陈素明，
申请(专利权)人：中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：