[发明专利]一种用于6系铝合金低温真空钎焊的钎料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金焊接钎料制备技术领域，更具体的是涉及一种用于6系铝合金低温真空钎焊 的钎料及其制备方法。

背景技术

铝合金是目前工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、 船舶及化学工业中己大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构 件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术 的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为目前研究 的热点之一。纯铝的密度小(ρ二2.7g/cm勺，大约是铁的1/3，熔点低(660℃)，铝的 晶体结构是面心立方结构，故铝具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，且抗腐蚀性 能也较好，但是纯铝的强度很低，返火状态。b值约为80MPa，故不宜作结构材料。通过长期的 生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列 的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb值 分别可达240-600MPa，使其“比强度”(强度与比重的比值。σb/ρ)超过很多合金钢，成为 理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，如飞机的机身、蒙 皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重，采用铝合金代替铜板材料的焊接，结构重量可减轻 50％以上。

6系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金，属于热处理可强化铝 合金。合金具有中等强度，耐蚀性高，无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好，焊接区腐蚀性能不变， 成形性和工艺性能良好等优点。当合金中含铜时，合金的强度可接近2系铝合金，工艺性能优于2 系铝合金，但耐蚀性变差，合金有良好的锻造性能。在6系铝合金焊接时，通常使用低温真空钎焊， 而由于传统的Sn基钎料强度较低，焊接后的接头剪切强度不高，其焊接整体性较弱，在高强度使 用时，需要焊接部位具有一定的塑性变形，其无法满足6系铝合金的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术的Sn基钎料在焊接6系铝合金时容易导致强度降低， 整体性减弱，影响6系铝合金使用性能的问题，本发明提供一种用于6系铝合金低温真空钎焊的钎 料及其制备方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于6系铝合金低温真空钎焊的钎料，其特征在于：它是包括原料铝、锡、镓、锢、铋、 镁、硅按下述质量百分配比熔炼而成：铝：6％-7％；锡：23％-24％；镓：9％-10％；锢：7％-8％； 铋：39％-40％；镁：12％-13％；硅：4％-5％。

作为优选，还包括原料钛、钒和锆，所述钛、钒和锆的质量和占原料总质量的1％。

作为优选，所述钛、钒和锆的重量比为1：1：1。

一种制备上述钎料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：分别按比例称取铝：6％-7％；锡：23％-24％；镓：9％-10％；锢：7％-8％；铋：39％-40％； 镁：12％-13％；硅：4％-5％各组分原料；

第二步：将第一步中称量好的原料放入到密封的坩埚中；

第三步：同时向坩埚中持续通入氩氦混合气体，排出坩埚内的空气，直到氩氦混合气体填充满 坩埚内部空间；

第四步：在氩氦混合气体保护下，对原料进行加热熔炼，当温度升到337℃-400℃时，合金全 部熔化，保温20min-30min,使合金熔液成分相对均匀化，持续在氩氦混合气体的保护下，使合金 熔液冷却成合金块钎料；

第五步：将上述合金块钎料挤压成大截面的焊丝钎料。

本发明的有益效果如下：

1.在6系铝合金焊接时，通常使用低温真空钎焊，而由于传统的Sn基钎料强度较低，焊接后 的接头剪切强度不高，其焊接整体性较弱，而6系铝合金焊接有时又需要再次进行锻造，这就需要 钎料具有一定的塑形形变，本发明的钎料，采用多种成分熔融而成，具有良好的铺展性和可塑性， 能有效与6系铝合金匹配。

2.为了进一步提高钎料的抗裂性能，本发明在钎料成分中加入1％的钛、钒和锆，钛、钒和锆 具有细化焊缝晶粒、提高焊缝抗裂性能及力学性能的作用。

3.由于传统的钎料表面积大，存放过程中容易氧化，本发明将钎料加工成大截面的焊丝，相对 于传统的焊丝，在同等质量下具有更小的表面积，故其氧化面较少，焊接质量更高。同时，大直径 的焊丝在送料过程中更加容易操作和控制，提高了焊接精度。