[发明专利]一种铝基复合材料焊丝的制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种铝基复合材料焊丝的制备方法与应用，属于铝合金焊丝的技术领域。该制备方法包括：首先利用半固态搅拌加超声辅助铸造的方法将SiC颗粒成功引入到合金中并铸造成长150mm且直径10mm的杆，将得到的铸锭进行均匀化热处理，然后经拉拔机多道次拉拔得到直径3mm的铝基复合材料焊丝。该方法显著提高了焊丝的生产效率，大幅度降低焊丝的生产成本并且生产出的铝基复合材料焊丝具有使得焊缝晶粒细化，拉伸强度、硬度显著提高等特点。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种铝基复合材料焊丝的制备方法与应用。

背景技术

近年来随着国家汽车、航空航天、国防等高科技领域的快速发展，人们对于材料的综和性能有了越来越高的要求。铝及铝合金由于其具有优良的导电性、导热性和抗蚀性且密度小、比强度高，被广泛应用于各个领域。而其中焊接技术作为关键制造技术将对铝合金工件的各种服役性能产生极为重要的影响。铝及铝合金焊件目前面临的主要问题是焊接接头易产生气孔、裂纹且接头强度达不到要求等。若焊缝组织的晶粒得到细化，则可消除宏观偏析，使得熔点低的相均匀分布，同时由于晶界强化的作用，焊缝处的强度硬度得到提高而同时保留材料的塑性和韧性。由此可见，焊缝晶粒得到细化对于焊接质量的提高有了显著的意义，故亟需生产一种可细化焊缝晶粒组织，提高焊缝接头强度的焊丝解决铝及铝合金现有的焊接问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种铝基复合材料焊丝及其制备方法，，以克服上述现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铝基复合材料焊丝的制备方法，该方法包含以下步骤：

(1)、配料：按照合金各重量百分比：镁(纯度为99.90％)5％、SiC颗粒3％、余量为铝，进行配料，将镁在350℃温度下进行预热；

(2)、熔炼、浇铸：将铝放置于熔炼炉中，并将熔炼炉加热升温至700℃，使铝完全熔化；在Ar气的保护气氛下，将预热的镁加入至熔化的铝液中，搅拌使镁完全熔化形成合金熔体；向合金熔体中加入SiC颗粒，并不断搅拌熔体，对合金熔体进行降温，当熔体的温度降低至液相线以上固相线以下时持续搅拌15分钟；将熔体温度升至700℃，使半固态熔体完全熔化并保温10分钟，随后超声处理15分钟，最后将熔体温度升至750℃并保温15分钟后进行浇铸；

(3)、均匀化热处理：利用线切割机将浇铸获得的铸锭切割成长度为150mm且直径为10mm的圆杆；将圆杆放置于马弗炉中，将马弗炉的温度升至450℃并保温15h，获得长度为150mm且直径为10mm的退火圆杆；

(4)、拉拔：利用拉拔机将退火圆杆经多道次拉拔，获得直径为3mm的焊丝；

(5)、表面处理：对焊丝进行打磨、酸洗及碱洗，去除焊丝的表面杂质及飞边。

优选地，步骤(1)中选用的SiC颗粒的粒径为200-700nm。

优选地，步骤(5)中的酸洗为采用质量分数为3％的HNO₃溶液对焊丝表面进行酸洗，酸洗时间为20-30s，碱洗为采用质量分数为3％的NaOH溶液对焊丝表面进行碱洗，碱洗时间为20-30s。

本发明还提供了一种利用上述的制备方法制备的焊丝，所述焊丝用于在铝以及铝合金材料焊接时使用。

本发明还提供了一种利用上述的制备方法制备的焊丝，所述焊丝用于在熔化极惰性气体保护焊或者非熔化极惰性气体钨极保护焊时使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：