[发明专利]高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法

权利要求书

1.高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法按以下步骤进行：

一、高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料基体被焊表面的纳米化：

在上层基体和下层基体的被焊表面制备纳米晶粒层；其中上层基体和下层基体的材质均为高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料；

二、制备钎料：

制备银基、铝基或锌基钎料；其中银基钎料按重量份数由40～50份的Ag、20～25份的Cu、9～12份的In、16～20份的Sn和2～5份的Mg组成；铝基钎料按重量份数由20～25份的Cu、3～8份的Si、1～3份的Mg、0.5～2份的Ni和65～80份的Al组成；锌基钎料按重量份数由55～60份的Zn、12～18份的Cd、10～15份的Ag和13～18份的Cu组成；

三、装配待焊件：

将步骤二中制备的钎料置于经步骤一处理的上层基体和下层基体的被焊表面之间，组成待焊件；

四、双光束激光钎焊：

在氩气保护下，将两束激光的焦点聚在待焊件表面下1～2mm处，激光光斑直径为0.5～1.5mm，两个激光光斑中心相距2～5mm，两束激光同步以15mm/s～20mm/s焊接速度焊接，其中前面激光束的功率密度为10²w/cm²～10⁴w/cm²，后面激光束的功率密度为10⁵w/cm²～10⁷w/cm²，实现高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊。

2.根据权利要求1所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料中碳化硅颗粒增强相的体积分数为50％～70％。

3.根据权利要求1或2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于在上层基体和下层基体的被焊表面制备纳米晶粒层的方法是机械研磨法、高速弹丸喷射法或脉冲激光冲击法。

4.根据权利要求3所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤一中所制备的纳米晶粒层的厚度为30～200μm，晶粒尺寸为5～50nm。

5.根据权利要求4所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤一中上层基体的厚度为1～2mm。

6.根据权利要求1所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤二所制备的钎料是厚度为20～50μm的箔片。

7.根据权利要求1所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤二所制备的钎料是粒径为10～30μm粉体。

8.根据权利要求7所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于当步骤二中制备的钎料为粉体时，步骤三中上层基体和下层基体的被焊表面之间的钎料粉体的厚度为20～50μm。

9.根据权利要求6、7或8所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤四中，在氩气保护下，将两束激光的焦点聚在待焊件表面下1～2mm处，激光光斑直径为0.8～1.2mm，两个激光光斑中心相距3～4mm，两束激光同步以16mm/s～18mm/s焊接速度焊接，其中前面激光束的功率密度为1.5×10²w/cm²～1.5×10³w/cm²，后面激光束的功率密度为1.5×10⁵w/cm²～1.5×10⁶w/cm²，实现高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊。

10.根据权利要求1、4或5所述的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的激光诱导纳米钎焊方法，其特征在于步骤四中在氩气保护下是指在双光束激光钎焊过程中向被钎部位吹送氩气或者是在氩气箱中进行双光束激光钎焊。