本发明专利技术公开了一种熔点低于500℃的高强度铝合金钎料及其制备方法。属于铝合金焊接技术领域。该钎料以质量百分数比计组分为：Si：7.9~8.5、Cu：14.0~16.0、Ge：7.0~8.0、Ni：2.0~4.0、Sn：2.0~3.0、Mg：0.5~1.5、Sr：0.55~0.65、Bi：0.1~0.3、La：0.5~1.0、其余为Al。该钎料采用熔体快冷技术制备，熔点低于500℃，钎焊温度520~530℃，适用于固相线高于520℃的铝合金的钎焊，有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊和气保护钎焊等。该钎料配合QJ201钎焊LF21，钎焊接头剪切强度大于70MPa。该钎料Ge含量较少，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金焊接
，尤其涉及一种熔点低于500°C的高强度铝合金钎料及其制备方法。
技术介绍
铝合金由于具有密度小、比强度高等优点，广泛应用于航空、航天、石化、汽车、机械等领域，很多传统的铜合金波导、高频器件、冷凝器、热交换器等已被铝合金所取代。钎焊作为铝合金连接的重要方法之一，具有钎焊件变形小、尺寸精度高等优点，在实际生产中得到越来越广泛的应用，特别适合于制造复杂的铝合金构件。Al-Si系钎料以Al-Si共晶成分为基础，该共晶合金具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性，且钎焊接头强度高，是铝合金钎焊中应用最广的一种铝钎料。但Al-Si系钎料熔点较高(ΑΙ-Si共晶合金的共晶温度为577°C )，钎焊时钎焊温度多在600°C以上，接近于铝合金的固相线温度，易使母材发生过烧、溶蚀等现象。在一些特殊的应用场合，如薄壁的铝制板翅式换热器的钎焊，Al-Si系钎料的应用受到很大的制约。因此，研制熔点较低、强度较高，且具有一定抗腐蚀性能的铝合金钎料是铝合金钎焊发展的必然。钎料熔点的降低，可以降低钎焊温度，有效提高钎焊的可控性，避免钎焊时铝合金母材的溶蚀和晶粒长大，获得高质量的钎焊接头，同时也可以降低能源消耗，提高钎焊生产效率和降低生产成本。低熔点高强度铝合金钎料应用前景非常广阔。钎料的性能取决于其成分和组织。Al-Si共晶合金(Al-12. 6Si)的共晶温度为 577°C，添加Cu，可显著降低其熔点，Al-Cu-Si共晶合金(AH8Cu_5. 5Si)的共晶温度为 524°C,Al-Cu-Si系钎料钎焊时钎焊温度较Al-Si系钎料降低了很多，如BA186SiCu钎料的熔化温度为520-585°C，钎焊温度为585-650°C ；BA166SiCu钎料的熔化温度为525_535°C， 钎焊温度为550-600°C。但Cu加入量多会使材料变脆及钎焊时出现对母材的溶蚀，很难得到性能优良的钎焊接头；Ge的加入也会大大降低钎料的熔点，这主要和Al-Ge共晶合金 (Al-51. 6Ge)的共晶温度有关，但是Ge价格昂贵(目前纯度99. 9%的Ge约8000元/ 公斤)并使接头强度降低。少量添加Zn、Sn等在一定程度上可以降低钎料熔点及脆性，但同时也降低其耐蚀性；M替代部分Cu，La等稀土元素作为变质剂细化晶粒，有利于提高钎焊接头强度，降低脆性，等等。除成分外，钎料的制备技术对其性能也有很重要的影响作用。 如快速凝固技术制备的钎料与传统方法制备的普通钎料相比，钎料组织细小，成分均勻，熔化区窄，能够达到瞬时熔化的效果，钎料铺展迅速，因而具有良好的润湿性，所得钎焊接头的力学性能等明显优于普通钎料。另外，快速凝固技术制备的钎料由于其晶粒细化，表面能增加，熔点也低于普通钎料。为获得熔点低于500°C的铝合金钎料，兼顾其流动性、对铝合金母材的润湿性，以及钎焊后钎焊接头的性能和钎料的成本，必须选择合适的合金体系，并进行添加元素改性， 结合制备技术控制，才能获得满足要求的铝合金钎料。CN 102152024 A
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种熔点低于500°C的高强度铝合金钎料及其制备方法。熔点低于500°C的高强度铝合金钎料以质量百分数比计组分为Si :7.纩8.5、 Cu 14. 0 16. 0、Ge :7. 0 8. 0、Ni :2. 0 4. 0、Sn :2. 0 3. 0、Mg :0. 5 1. 5、Sr :0. 55 0. 65、Bi 0. Γ0. 3、La :0. 5 1. 0、其余为 Al。所述的Cu、Ge、Ni、Sn、Mg、Sr、Bi 和 La 的纯度大于 99. 6%, Al 和 Si 采用 Al_12Si 中间合金。熔点低于500°C的高强度铝合金钎料的制备方法的步骤如下1)采用A1-12S1中间合金和纯度大于99.6%的Cu、Ge、Ni、Sn、Mg、Sr、Bi、La作为原材料，以质量百分数比计组分为:Si 7. 9 8. 5、Cu 14. 0 16.0、Ge :7. 0^8. O, Ni :2. 0 4· O、Sn 2. 0 3. O、Mg :0. 5 1. 5、Sr :0. 55 0. 65、Bi :0. Γθ. 3、La :0. 5 1. O、其余为 Al，放入真空感应熔炼炉中，抽取真空至4. O Χ10_3Ι^后，充入0. 05ΜΙ^的纯氩气进行感应熔炼，充分合金化后浇注到炉内的水冷铜模中，得到成分均勻的母合金铸锭；2)将母合金铸锭破碎成小块后放入真空旋淬系统中的石英管中，启动真空旋淬系统， 抽取感应炉腔真空至4. O Χ10_3Ι^后充入0. 05ΜΙ^的纯氩气保护，采用高频感应线圈加热石英管中的母合金使其熔化，熔炼3、min后用纯氩气把熔融的合金液通过石英管底部孔径为0. 6^1. Omm的小孔，喷射注入旋淬系统中的水冷铜模中，喷射压力差0. 06、. OSMPa,制得熔点低于500°C的高强度铝合金钎料。所述熔点低于500°C的高强度铝合金钎料的直径为1.5 3.0mm，长度为 120 150mm。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是1)本专利技术的钎料熔点低于500°c，钎焊温度可低至52(T530°C，有效避免了钎焊时铝合金母材的过烧和具蚀，有利于获得高性能的钎焊接头。钎焊温度降低，有效降低了能源消耗；2)本专利技术的钎料具有较高的强度，配合QJ201钎剂钎焊LF21铝合金，接头剪切强度大于70MPa，本专利技术所得钎料适用于固相线温度在520°C以上的铝合金的钎焊，适用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊和气保护钎焊等；3 )本专利技术的钎料采用了熔体快冷技术制备，具有比常规熔炼技术制备的同成分钎料更佳的钎焊工艺性；4)本专利技术的钎料Ge元素含量较少，降低了钎料成本；5)本专利技术的钎料制备方法相对简单，工艺可控，便于操作，工艺消耗费较低。具体实施例方式下面结合实施例作详细说明。熔点低于500°C的高强度铝合金钎料以质量百分数比计组分为Si :7.纩8.5、 Cu 14. 0 16. O、Ge :7. 0 8. O、Ni :2. 0 4. O、Sn :2. 0 3. O、Mg :0. 5 1. 5、Sr :0. 55 0. 65、Bi 0. Γθ. 3、La :0. 5 1. O、其余为 Al。所述的Cu、Ge、Ni、Sn、Mg、Sr、Bi 和 La 的纯度大于 99. 6%, Al 和 Si 是采用 Al_12Si 中间合金。4熔点低于500°C的高强度铝合金钎料的制备方法的步骤如下1)采用A1-12S1中间合金和纯度大于99.6%的Cu、Ge、Ni、Sn、Mg、Sr、Bi、La作为原材料，以质量百分数比计组分为:Si 7. 9 8. 5、Cu 14. 0 16.0、Ge :7. 0 8.0、Ni :2. 0 4· 0、Sn 2. 0 3. 0、Mg :0. 5 1. 5、Sr :0. 55 0. 65、Bi :0. Γθ. 3、La :0. 5 1. O、其余为 Al，放入真空感应熔炼炉中，抽取真空至4. O Χ10_3Ι^后，充入0. 05ΜΙ^的纯氩气进行感应熔炼，充分合金化后浇注到炉内的水冷铜模中，得到成分均勻的母合金铸锭；2)将母合金铸锭破碎成小块本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种熔点低于５００℃的高强度铝合金钎料，其特征在于以质量百分数比计组分为：Ｓｉ：７．９～８．５、Ｃｕ：１４．０～１６．０、Ｇｅ：７．０～８．０、Ｎｉ：２．０～４．０、Ｓｎ：２．０～３．０、Ｍｇ：０．５～１．５、Ｓｒ：０．５５～０．６５、Ｂｉ：０．１～０．３、Ｌａ：０．５～１．０、其余为Ａｌ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟，严密，史佩珍，马天宇，黄鹏，王成林，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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