[发明专利]一种中温铝合金钎料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钎焊高强度低熔点铝合金的中温铝基钎料，属于铝合金焊接连接技术领域。

背景技术

现代工业中铝及其合金应用广泛，特别是硬铝合金由于其强度高、比重小等特点被广泛应用在航天航空等领域，但其焊接性差，其主要原因是没有合适熔点的中温钎料。

目前，钎焊铝合金时一般采用已经商用的Al-Si系钎料，但是此系钎料的液相线在575℃左右，不能实现对过烧温度低于610℃左右的铝合金的钎焊。为降低Al-Si钎料的熔点，有人研制了Al-Si-Cu系钎料，但由于Al-Si-Cu三元共晶温度为525℃的限制，钎焊温度仍然比较高[T.H.Chuang，M.S.Yeh，et al.Development of a Low-melting-point Filler Metal for BrazingAluminum Alloys[J].Metal Mater Trans，2000，31A(10)：2239-2245]。也有人通过向Al-Si-Cu合金钎料中加入Sn、Ni等元素降低熔点，但仍然存在熔点较高、制备困难、抗腐蚀性差、工艺性能不好等缺点[于文花，胡刚等.Al-Si-Cu-Ni低熔点钎料中合金元素含量对其性能的影响[J].焊接，2002，(11)：21-23]。Ag-Al-Cu-Zn中温钎料的熔点在500℃以下，在高强度铝合金中温钎焊方面取得较大突破，但此钎料含Zn，不适合真空钎焊[薛松柏等.LY12铝合金中温钎焊技术[J].焊接学报，2003，24(3)：49-51]。因此，有必要研究一种钎焊温度合适、接头综合性能良好的钎料，从而实现高强度铝合金的钎焊。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔点低于500℃，铺展性能好的中温铝合金钎料。

本发明所提供的中温铝合金钎料的组分及其质量百分比为：Cu 19％、Ge9-18％，余量为Al-12Si中间合金。

本发明所提供的中温铝合金钎料采用现有熔炼技术制得，具体步骤为：1)在普通陶瓷坩埚电阻炉中熔炼铝合金钎料；2)在不锈钢模具中浇注。为防止氧化，熔炼和浇注过程中，均加入覆盖剂(KCL∶NaCL为1∶1)进行保护。

本发明具有以下有益效果：

本发明在Al-Si-Cu钎料基础上添加Ge元素，钎料熔化区间为415-485℃，钎焊温度为485-510℃，适合低熔点铝合金的钎焊。通过感应钎焊的方式采用本发明钎料钎焊LY12合金时，接头剪切强度在85-93Mpa之间。

附图说明

图1、实施例1制备的中温铝合金钎料的合金显微组织图。

图2、实施例2制备的中温铝合金钎料的合金显微组织图。

图3、实施例3制备的中温铝合金钎料的合金显微组织图。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

在普通陶瓷坩埚电阻炉中熔炼铝合金钎料后，在不锈钢模具中浇注，为防止氧化，熔炼和浇注过程中，均加入覆盖剂(KCL∶NaCL为1∶1)进行保护，所得中温铝合金钎料的组分及其质量百分比为Cu 19％、Ge 9％，余量为Al-12Si中间合金。

实施例2

在普通陶瓷坩埚电阻炉中熔炼铝合金钎料后，在不锈钢模具中浇注，为防止氧化，熔炼和浇注过程中，均加入覆盖剂(KCL∶NaCL为1∶1)进行保护，所得中温铝合金钎料的组分及其质量百分比为Cu 19％、Ge 13％，余量为Al-12Si中间合金。

实施例3

在普通陶瓷坩埚电阻炉中熔炼铝合金钎料后，在不锈钢模具中浇注，为防止氧化，熔炼和浇注过程中，均加入覆盖剂(KCL∶NaCL为1∶1)进行保护，所得中温铝合金钎料的组分及其质量百分比为Cu 19％、Ge 18％，余量为Al-12Si中间合金。

采用差示扫描量热法(DSC)测定实施例1-3中制备的中温铝合金钎料的熔点；按国标GB/T16865-1997将实施例1-3中制备的中温铝合金钎料制作拉伸试样，并测定拉伸性能；对钎料进行铺展实验并使用上述钎料钎焊LY12铝合金，测定焊后接头的剪切强度；结果如表1中所示。

表1、实施例1-3中制备的中温铝合金钎料的性能

由图1-3可知，熔炼后钎料中Si和Ge伴生析出，且随着Ge含量的增加，Si-Ge伴生相中两者的比例有所减小，但晶粒大小并没有发生明显变化；图3与前两图相比可以看出：随着Ge的加入，钎料中Al-Si-Ge相的量增加，这使钎料液相线进一步下降，熔化区间缩小。