本发明专利技术属于铝及铝合金的钎焊材料领域，涉及一种Al-Si-Zn-Ge系低熔点铝基钎料及其制备方法。钎料的化学成分为：Si4%~8%、Zn18%~28%、Ge8%~25%、Ni0~3%，余量为Al。另外，钎料中还可添加微量Sr改善钎料组织和性能。它的制备步骤为：（1）根据用料配比称取金属原料；（2）在NaCl和KCl的熔盐保护下熔炼Al-Si中间合金液；（3）再加入Ge得Al-Si-Ge中间合金，随后加入Zn得到Al-Si-Zn-Ge合金；（4）最后加入Ni、Sr；（5）浇注成锭。该钎料具有较低的熔点，可以实现低熔点铝合金的钎焊；具有良好的机械加工性能，可制成钎料箔和钎料丝。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝及铝合金的钎焊材料领域，涉及一种用于铝及铝合金钎焊的Al-Si-Zn-Ge系低熔点铝基钎料及其制备方法。
技术介绍
铝及铝合金由于密度小，热导率和电导率高(仅列于Ag、Cu、Au之后)，强度高，耐蚀性好，在近代工业材料中占有其独特的地位。随着铝及铝合金越来越广泛的应用，人们也更多的关注铝及铝合金的连接问题。钎焊作为一种材料精密连接方法，具有加热温度较低，母材不融化，对母材的组织和性能影响较小，结构变形小，生产效率高，接头美观等优点，在航 空航天领域、工业生产中发挥着巨大的作用。然而与其它金属材料相比，铝及铝合金钎焊难度较大，一个很重要的原因就是常用铝基钎料和铝及铝合金熔化温度接近，从而极易造成母材过烧软化。Al-Si钎料因其具有良好的润湿性、流动性、钎焊性、强度和母材色泽一致性、抗腐蚀性都极佳，使得这一钎料成为目前使用最广泛的铝合金硬钎焊用钎料。但是该钎料由于熔点较高(液相线温度为577°C)，从而在低熔点铝合金的钎焊使用中受到限制。目前，国内外对低熔点铝基钎料进行着大量的研究，其中研究较多的有Al-Si-Cu系、Al-Ag-Cu系、Al-Si-Ge系等合金体系，但大都存在相应的问题，而未成为一种普遍被采用的钎料。如S. Y. Chang等人研制的Al-9. 6Si_20Cu钎料虽然流动性相对Al-Si显著增力口，但生成的金属化合物CuAl2脆性较大使得钎料性能恶化，同时加工工艺性能差，很难加工成丝或箔状；北京航空航天大学的于文花等也研究了一系列的Al-Si-Cu-Ni系钎料，由于Ni元素的加入钎料性能有所改善，但加工工艺性能依然很差；哈尔滨焊接研究所的薛松柏等人研究的Al-Ag-Cu系虽然能使钎料的熔点降低到500°C左右，但由于Ag的含量太高，导致成本太高，同时加工工艺性能太差；日本茅本隆司等人研究的Al-Si-Ge系也存在相应的问题，Ge含量高，加工性能更差；近年来北京工业大学张福礼等人向Al-Si-Ge系中加Cu，组成Al-Si-Ge-Cu系，以此来降低Ge的含量来降低成本，但由于Cu的加入，钎料中引入Al2Cu金属间化合物，加工工艺性依然很差。因此，研制一种熔点低(500°C左右)、成本低、加工工艺性能好、接头综合性能优良的钎料成为急切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一种成本相对较低，加工工艺性能好，熔点低(500°C左右)，综合性能优良的新型低熔点铝基钎料，来解决钎料加工工艺性差、钎焊过程中母材易被过烧(尤其火焰钎焊)、低熔点铝合金难钎焊的问题。本专利技术是通过以下措施实现的在纯Al中同时添加多种元素Si、Zn、Ge、Ni、Sr组成Al-Si-Zn-Ge系多元合金。加Zn的主要目的是增加钎料的加工工艺性、润湿性和流动性，更重要的是Zn的加入显著降低了Ge的含量，降低了成本；加Ge的主要目的是降低钎料的熔点；加Ni的主要目的是提高钎料的抗腐蚀性能，加Sr的主要目的是对钎料进行变质处理，细化晶粒，提高钎料的强度和改善钎料的塑性。该钎料的成分质量比为Si 4 8%、Zn 18 28%、Ge 8 25%、Ni 0 3%、SrO.01 O. 05%，余量为 Al。本专利技术提出的Al-Si-Zn-Ge系低熔点铝基钎料的制备方法步骤如下 (1)根据用料配比称取金属原料； (2)在在NaCl和KCl的熔盐保护下熔炼Al-Si中间合金液，加入Ge得中间合金，在一定条件下再分别加入Zn得到Al-Si-Zn-Ge合金； (3)加入Ni、Sr进行球化处理； (4)保温30分钟，每10分钟搅拌一次，保证钎料合金成分均匀。(5)浇注成锭，经轧制、拉拔后制成箔片和丝。有益效果 (I)本专利技术钎料的熔点为490°c飞10°C，可以钎焊固相线温度在500°C以上的几乎所有铝合金，适用范围广泛。(2)本专利技术钎料,配合AlF3-CsF钎剂,0. Ig钎料的铺展面积平均大于500mm2,钎料的流动性好，钎缝成形好。(3)钎料具有良好的机械加工性能，很容易制备成钎料箔或钎料丝。(4)该钎料钎焊铝及铝合金，获得钎焊接头的强度接近Al-Si钎料的使用效果。具体实施例方式以下将结合具体实施例对本专利技术做进一步地详述。实施例I : 钎料的成分质量比为Si 8%、Zn 25%、Ge 10%，余量为Al。按照上述钎料制备方法，制成钎料箔。对上述制得的Al-Si-Zn-Ge系铝基钎料进行DTA差热分析实验，测试钎料的熔点；并按照国家标准的规定对钎料的铺展性进行了检测；同时利用火焰钎焊配合AlF3-CsF钎剂钎焊纯铝1060，并对接头强度进行检测(所执行的国家标准为GB/T11364-89《钎料铺展性及填缝性试验方法》和GBl 1363-89《钎焊接头强度试验方法》，下同)。检测结果如表I所示。实施例2: 钎料的成分质量比为Si 8%、Zn 25%、Ge 10%、Ni 1%，余量为Al。按照上述钎料制备方法，制成钎料箔。对上述制得的Al-Si-Zn-Ge系铝基钎料进行DTA差热分析实验，测试钎料的熔点；并按照国家标准的规定对钎料的铺展性进行了检测；同时利用火焰钎焊配合AlF3-CsF钎剂钎焊纯铝1060，并对接头强度进行检测(所执行的国家标准为GB/T11364-89《钎料铺展性及填缝性试验方法》和GBl 1363-89《钎焊接头强度试验方法》，下同)。检测结果如表I所示。实施例3:钎料的成分质量比为Si 7%、Zn 25%、Ge 12%、Ni 1.5%、Sr O. 02%，余量为Al。按照上述钎料制备方法，制成钎料箔。对上述制得的Al-Si-Zn-Ge系铝基钎料进行DTA差热分析实验，测试钎料的熔点；并按照国家标准的规定对钎料的铺展性进行了检测；同时利用火焰钎焊配合AlF3-CsF钎剂钎焊纯铝1060，并对接头强度进行检测。检测结果如表I所示实施例4 钎料的成分质量比为Si 6%、Zn 22%、Ge 15%、Ni 2%、Sr O. 03%，余量为Al。按照上述钎料制备方法，制成钎料箔。对上述制得的Al-Si-Zn-Ge系铝基钎料进行DTA差热分析实验，测得钎料的熔点；并按照国家标准的规定对钎料的铺展性检测；同时配合AlF3-CsF钎剂用于2024铝合金炉中钎焊，对接头剪切强度进行了检测。检测结果如表I所示。实施例5 钎料的成分质量比为Si 5%、Zn 22%、Ge 24%、Ni 2. 5%、Sr O. 04%，余量为Al。按照 上述钎料制备方法，制成钎料箔。对上述制得的Al-Si-Zn-Ge系铝基钎料进行DTA差热分析实验，测得钎料的熔点；并按照国家标准的规定对钎料的铺展性检测；同时配合AlF3-CsF钎剂用于2024铝合金炉中钎焊，对接头剪切强度进行了检测。检测结果如表I所示。表I、实施例1-5中制备的钎料成分及质量百分比以及相应的实验结果权利要求1.一种Al-Si-Zn-Ge系低熔点铝基钎料，其特征是成分质量百分比为Si 4 8%、Zn15 28%、Ge 8 25%、Ni 0 3%，余量为 Al。2.根据权利要求I所述的Al-Si-Zn-Ge系低熔点铝基钎料，其特征在于钎料成分质量比为Si 4 8%、Zn 15 28%、Ge 8 25%、Ni 0 3%，Sr O. Ol O. 0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al？Si？Zn？Ge系低熔点铝基钎料，其特征是成分质量百分比为：Si？4~8%、Zn？15~28%、Ge？8~25%、Ni？0~3%，余量为Al。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄继华，牛志伟，羊浩，陈树海，王奇，李德华，
申请(专利权)人：北京科技大学，珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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