[发明专利]钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料及制备和钎焊方法

权利要求书

1.一种钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料，其特征在于：所述钎料以重量百分比计的元素成分包括：Cu20.0％～25.0％，In13.0％～16.0％，Ti2.0％～5.0％，Sm0.02％～0.2％，Er0.01％～0.1％，余量为Ag。

2.根据权利要求1所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料，其特征在于：所述钎料以重量百分比计的元素成分包括：Cu21.5％～23.5％，In13.5％～15.0％，Ti2.5％～4.0％，Sm0.05％～0.1％，Er0.01％～0.05％，余量为Ag。

3.根据权利要求2所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料，其特征在于：所述钎料以重量百分比计的元素成分包括：Cu22.7％，In14.5％，Ti3.6％，Sm0.05％，Er0.05％，余量为Ag。

4.根据权利要求1所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料，其特征在于：所述钎料为箔片带状，厚度为50～100μm。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按质量百分比称取高纯度的Ti颗粒、In颗粒、Er颗粒、Sm颗粒、Cu片制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在15-25℃的温度下进行超声清洗15～20min；

2)将步骤1超声清洗后的混合物在30～50℃的温度下烘干，得到干燥的混合物；

3)将混合物和Ag采用真空感应熔炼的方法制备成分均匀的钎料母合金，将制备出的母合金碾碎后，装入高真空单辊甩带机的石英玻璃管内；

4)将石英玻璃管夹装在甩带机的电感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为150～200μm；

5)关闭炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10^-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10^-5Pa，然后腔体充满高纯Ar气至200～230mbar；

6)开启电机，使铜辊转速28～33m/s的范围内，再开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体60s～80s；

7)将Ar气气压调制P＝50KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到钎料箔片带，厚度为50～100μm。

6.根据权利要求5所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料制备方法，其特征在于：所述步骤4)中喷嘴呈长方形，其长度为8～10mm，宽度为0.8～1.2mm。

7.根据权利要求5所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎料制备方法，其特征在于：所述步骤6)中铜辊直径为250mm，铜辊宽度为50mm。

8.一种如权利要求1-4任一项所述的钎焊3D打印不锈钢和氧化铝陶瓷的钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备阶段：对待钎焊的氧化铝陶瓷和3D打印不锈钢试样端面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，用金相砂纸进行研磨光滑，将氧化铝陶瓷和3D打印不锈钢及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15～20min，并进行烘干处理，期间特别注意防止钎料元素的氧化；

2)装配阶段：将清洗后的钎料箔片置于氧化铝陶瓷和3D打印不锈钢待焊表面之间，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.04～0.06MPa的恒定垂直压力；

3)钎焊连接阶段：将装配好的夹具整体置于真空度不低于1.5×10^-5Pa的钎焊炉中，以15℃/min的速率升温至500℃，保温30min，再以10℃/min的速率升温至760℃，保温20min，再以5℃/min的速率降温至300℃，之后再随炉冷却至室温，开炉取出被焊连接件即可。