[发明专利]一种铝基钎料及其制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种铝合金焊接用钎焊材料，即一种铝基钎料；本发明还涉及这种铝基钎料的制备方法。

(二)背景技术：

铝合金具有重量轻、强度高，表面美观，耐腐蚀性好，导热、导电性能良好等特性，可应用于航空、航天、电子、汽车等军用和民用工业领域。随着铝合金越来越广泛的应用，对铝合金的连接问题提出了更高的要求，钎焊作为一种主要的连接方式，要求新型的铝基钎料比传统的铝基钎料有更好的焊接工艺性能和接头力学性能，以满足铝合金应用不断增长的对制造质量和可靠性的要求。但由于在传统的铝基钎料中缺乏熔点较低而综合性能又比较好的钎料品种，至今为止在工业和民用等领域使用的铝合金构件中用铝基钎料连接的还局限于纯铝、3A21(LF21)、5A02(LF2)等熔点较高、但强度较低的少数牌号的铝材。而强度及其他性能较好的铝材往往熔点都偏低，用传统的铝基钎料焊接，往往出现接头质量问题，甚至根本不能用钎焊方法连接，例如我国公路及铁路客车车窗框现都采用国产6063铝合金型材火焰钎焊(BAl86SiCu钎料)而成，其缺点是焊缝强度低，易开裂，而且焊缝母材容易被溶蚀甚至熔化，降低成品率，有时在装配及使用过程中还会出现开裂现象，造成设备的早期损坏，影响了车辆的正常使用。我国机载多卜勒雷达天线则是采用国产LF21铝合金真空钎焊(Al-Si-Mg钎料)而成，其缺点是强度低，会使天线抗冲击变形能力大大下降，影响雷达的接收和使用效果。因此，现有的铝合金用铝基钎料对于大量的强度级别较高的铝合金的钎焊效果难以令人满意。所以，研究开发高强度铝合金钎焊所需的低熔点、高性能铝基钎料，以满足制造行业对高强度铝合金构件钎焊工艺的要求，是急待解决的问题。

(三)发明内容：

本发明将公开一种熔点低、综合性能好、特别适用于高强度铝合金构件钎焊用的铝基钎料；本发明还将公开这种铝基钎料的制备方法。

本发明所述的铝基钎料，包括下述以重量百分比计的组分：

Cu 6～13％；Si 5～12％；Ni 1～3％；

Zn＜0.2％；Fe＜0.4％；Mg＜0.1％；Al余量。

本发明铝基钎料可采用常规、现有或传统的铝基钎料制备方法进行制备，也可按下述方法进行制备，该方法步骤如下：

1)根据用料配比称取原料，称取含铝量＞99.98％的纯金属铝、含铜量48～52％的Al-Cu中间合金、含硅量24～28％的Al-Si中间合金、含镍量9～11％的Al-Ni中间合金备用；最好先将纯金属铝、Al-Cu中间合金、Al-Si中间合金、Al-Ni中间合金加热到350～400℃备用；

2)将纯金属铝、Al-Cu中间合金、Al-Si中间合金、Al-Ni中间合金投入熔炉中加热至750～800℃并保温30～50分钟，使之局部熔化，然后在上述原料表面覆盖防氧化保护剂继续熔炼使之全部熔化，得到熔液A；所述防氧化保护剂可为常用的、现有的制备钎料时选用的防氧化保护剂，也可为50wt％氯化钾加50wt％氯化钠混合成的防氧化保护剂，防氧化保护剂应将金属原料的表面完全覆盖，以防止金属原料在熔炼的过程中接触空气而产生氧化烧损；所述防氧化保护剂的加入量可为现有熔炼合金的常规用量，但最好为上述四种原料总重量的2～4％；该步骤中，熔炼的温度应保持在750～800℃；

3)熔液A轻微搅拌并除去浮渣，然后将精炼剂投入熔液A中，搅拌后向熔液A内持续通入氮气精炼10～15分钟，然后静置5～8分钟再除去浮渣，得熔液B；所述精炼剂可为现有、常用的制备钎料时使用的精炼剂，也可为50wt％氯化钾加50wt％氯化钠混合成的精炼剂，而精炼剂的加入量也可为现有熔炼合金的常规用量，但最好为熔液A重量的2～4％；一般来说，搅拌时，缓慢搅拌4～5分钟即可；所述通入的氮气压力一般为10～15KPa；所述静置时，应停止搅拌及通入氮气，使熔液处于静止状态，便于在表面形成浮渣；该步骤中，熔炼、精炼的温度也应保持在750～800℃；

4)将熔液B过滤后导入铸模冷却成型，得到扁带状的铸条；一般来说，采用孔径为0.6mm×0.6mm～1.7mm×1.7mm的滤网过滤，即可去除熔液B中的夹杂物，达到较好的过滤效果；

5)所得的铸条经裁断、切边、热轧、校直、抛光处理，得到铝基钎料成品，其组分以重量百分比计为：Cu 6～13％；Si 5～12％；Ni 1～3％；Zn＜0.2％；Fe＜0.4％；Mg＜0.1％；Al余量。上述铸条的裁断、切边、热轧、校直、抛光等处理工序，均可采用现有制备钎料时使用的处理方法和设备；热轧处理时，铸条温度最好控制在400～490℃，以达到最佳的轧扁和轧光效果。