[发明专利]一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开的一种铜‑钢过渡层熔‑钎焊用铜镍基焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Ni粉60.0～80.0％，Si粉10.0～15.0％，Al粉5.0～10.0％，Mn粉5.0～15.0％，以上组分质量百分比之和为100％。该焊丝，能够解决铜‑钢爆炸复合板对接焊接过程中铜侧焊缝开裂和钢侧焊缝渗铜问题。还公开了一种铜‑钢过渡层熔‑钎焊用铜镍基焊丝的制备方法。

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝，还提供该种一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝的制备方法。

背景技术

金属复合材料技术可以发挥组元材料各自的优势，实现各组元材料资源的最优配置，节约贵重金属材料，实现单一金属不能满足的性能要求，它既可以替代进口并填补国内空白，又具有广阔应用范围，具有良好的经济效益和社会效益。

铜-钢爆炸复合板因具有铜优异的导热、导电性及钢优异的高强度特点，广泛应用于工程实际中。但是，工程实际中经常需要对金属复合材料进行再加工，以获得一定功能的结构。焊接是最常用的加工手段。采用焊接方法进行铜-钢复合板结构的再制造过程中，经常会发现钢侧焊缝存在渗铜裂纹，铜侧焊缝出现开裂问题。究其原因，是铜和钢的热物理性能差异较大和Cu、Fe元素在室温下固溶度较低所致。因此，开展铜-钢复合板焊接连接研究，开发可解决铜焊缝开裂、钢焊缝渗铜的过渡层焊接材料具有重要的工程实际价值。

镍与铜之间可以无限固溶，焊接性较好；镍与钢之间固溶度较大，且镍是钢的重要强韧化元素。因此，本发明以镍元素作为桥梁，并辅以多种合金元素的冶金反应，综合调控铜-钢复合板过渡层相组成、相比例和晶粒尺度，从而实现铜-钢复合板的高质量冶金连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝，能够解决铜-钢爆炸复合板对接焊接过程中铜侧焊缝开裂和钢侧焊缝渗铜问题。

本发明的另一个目的是提供一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Ni粉60.0～80.0％，Si粉10.0～15.0％，Al粉5.0～10.0％，Mn粉5.0～15.0％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特征还在于，

Ni粉、Si粉、Al粉及Mn粉的粒度均为100～200目。

焊皮为紫铜带，焊皮厚度为0.4mm，宽度为7mm。

药芯焊丝的填充量为30wt.％～35wt.％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种铜-钢过渡层熔-钎焊用铜镍基焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按质量百分比分别称取以下药粉：Ni粉60.0～80.0％，Si粉10.0～15.0％，Al粉5.0～10.0％，Mn粉5.0～15.0％，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为250～300℃，保温时间为3-4h；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间为2-3h；

步骤3：将紫铜带作为焊皮，采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；

步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝。

本发明的特征还在于，

步骤1中，Ni粉、Si粉、Al粉及Mn粉的粒度均为100～200目。

步骤3中，焊皮厚度为0.4mm，宽度为7mm。