[发明专利]一种铝基中间层合金及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铝基中间层合金及其制备方法与应用，属于焊接技术领域。按重量百分比计，该铝基中间层合金的化学成分包括：11‑12％的Si、2‑4％的Cu、1‑2％的Mg、0.6‑1.5％的Ni、0.2‑1％的La以及0.1‑0.5％的B，余量为Al。将该铝基中间层材料应用到两种不同类型的焊接母材的焊接过程中，可有效解决在直接钎焊过程中，由于两种不同类型的焊接母材的键合类型不同、线性膨胀系数相差较大引起的焊接性能差的难题，使直接钎焊时接头剪切强度与相同焊接工艺下间接钎焊接头的剪切强度相当或更高，且对应的焊接性能优于市场上应用较广的Al‑Si系钎料及Ag‑Cu‑Ti钎料的结合强度。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种铝基中间层合金及其制备方法与应用。

背景技术

Al₂O₃陶瓷具有优异的耐磨、耐高温、高强度、耐腐蚀和绝缘性能，在航空航天、汽车电子等领域具有良好的应用前景。然而，由于陶瓷材料固有的脆性和冷加工性差等缺点，使得大型陶瓷复杂零件的加工及制备困难，极大地限制了其在诸多领域的应用。大量研究表明，将金属材料的高强度、高韧性和优异的冷加工性能优点与陶瓷相结合，可以弥补陶瓷材料的不足。在众多金属和合金中，铝及铝合金因其比强度高、断裂韧性高、铸造性能好等优点，可广泛应用于交通运输、航空航天、汽车零部件等领域。因此，实现陶瓷和铝合金的可靠性连接，将其应用到复杂零构件中，充分发挥各自的优势，对扩大陶瓷与金属的应用范围具有重要意义。

但目前铝合金与陶瓷的连接存在较多的困难，市场中应用较广的Ag基钎料焊后的铝合金与陶瓷虽然能够满足部分场合使用，但是Ag基钎料相对较为昂贵。在较低成本的情况下使用Al-Si系钎料时，其接头强度较Ag基钎料相差较大，更难获得良好的焊接结合能力。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种铝基中间层合金，其能够在较低成本的基础上使待焊接的铝合金母材与陶瓷母材之间具有良好的焊接结合能力。

本发明的目的之二在于提供一种上述铝基中间层合金的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种上述铝基中间层合金的应用。

本申请可以这样实现：

第一方面，本申请提供一种铝基中间层合金，按重量百分比计，其化学成分包括：11-12％的Si、2-4％的Cu、1-2％的Mg、0.6-1.5％的Ni、0.2-1％的La以及0.1-0.5％的B，余量为Al。

在可选的实施方式中，化学成分包括11-11.5％的Si、2-3％的Cu、1.5％的Mg、1-1.5％的Ni、0.4-0.6％的La以及0.4-0.5％的B，余量为Al。

在可选的实施方式中，化学成分包括11.5％的Si、3％的Cu、1.5％的Mg、1％的Ni、0.4％的La以及0.4％的B，余量为Al。

在可选的实施方式中，铝基中间层合金为片状。

在可选的实施方式中，铝基中间层合金的厚度为50-150μm，宽度为20-120mm。

第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的铝基中间层合金的制备方法，包括以下步骤：按照铝基中间层合金的化学成分配比，将对应的含有Si、Cu、Mg、Ni、La、B以及Al的原料熔炼成合金铸锭。

在可选的实施方式中，真空熔炼过程中的加热温度为950-1050℃，加热时间为25-35min。

在可选的实施方式中，还包括将合金铸锭切割成合金条，随后进行快淬，制得片状的铝基中间层合金带材。

在可选的实施方式中，快淬之前，还包括对合金条进行表面处理。