一种中温自钎钎料组合物和其制作铝基钎料板坯的方法与流程

本发明涉及中温自钎铝基钎料，具体为一种中温自钎钎料组合物和其制作铝基钎料板坯的方法。

背景技术：

1、铝合金钎焊是一种将铝合金零件连接成整体或制作复合材料结构件等目标产品所采用工艺方法。铝合金钎焊通常使用硅(si)含量7-13％的al-si系二元合金钎料，它具有良好的润湿性、流动性、可加工性和成本低廉等优点。但是，该类钎料存在一个缺陷：其钎焊温度处于600℃左右，该温度接近于许多铝合金母材(如3003、6061等)的固相线温度(即母材开始熔化变形时所需温度)，稍有差池便出现母材过烧、溶蚀、工件变形等缺陷。

2、因此，在实际应用中需要降低钎料钎焊温度以提高与母材固相线温度差。

3、为此，在al-si系合金中添加cu、ge、zn等合金化元素是一种常见手段。这样可以形成al-si-cu、al-si-zn、cu-si-ge和al-si-cu-zn等中温铝基钎料(通常指钎焊温度范围为450-570℃)。然而，这些中温铝基钎料由于含有大量金属间化合物而呈现高脆性，使得它们难以通过压延或拉丝等方法制备成带箔状或丝状等各种形状。

4、本发明旨在提供一种通过改变内部原料组合物的方式、可在550℃以下实施钎焊、自钎(即无需额外添加钎剂)且具有良好压延性(即可通过压延或拉丝等方法制备成各种形状)的自钎铝基钎料板坯。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中温自钎钎料组合物和其制作铝基钎料板坯的方法，具备集中温钎焊、自钎、压延性于一身的优点，解决了背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中温自钎钎料组合物和其制作铝基钎料板坯的方法，组合物包括65-80％重量百分比并由5％钎剂包覆al-5％ si合金复合粉末、至少10％重量百分比cu粉末、至少10％重量百分比zn粉末，以及该组合物的总氧含量小于400ppm。

3、优选的，所述al-5％ si合金复合粉末呈由内部核体和外部包裹的壳体组成。

4、优选的，所述al-5％ si合金复合粉末中的壳体由钎剂组成，核体为球形al-5％si合金颗粒。

5、优选的，所述al-5％ si合金复合粉末粒径为10-150μm。

6、优选的，所述al-5％ si合金复合粉末粒径为30-50μm。

7、优选的，所述cu粉纯度为99.9％以上，粒度50-80μm，氧含量低于100ppm，纯铜的伸长率为60％。

8、优选的，所述zn粉纯度为99.7％以上，粒度40-80μm，纯锌的伸长率为40-60％。

9、优选的，所述包括以下步骤:

10、s1、混合粉末制备：

11、按中温自钎铝基钎料组合物的成分要求，制出包覆al-si合金复合粉末、cu和zn粉末均匀混合料，将各粉末组分投放入三维混合机，混合10分钟，获得均匀混合料。

12、s2、真空封套热压：

13、对混合料抽真空封套热压：将混合粉末装入铝包套中；

14、对铝包套抽取真空并封口后真空度低于1×10^-3pa并保持30-90分钟；

15、将抽完真空的包套加热至380-420℃，在压机下以1.1-1.3吨/cm2的压力压制，保压3-5分钟；

16、旋转90°，重复加热/压制，获得自钎铝基钎料坯体。

17、s3、机加工成品：

18、脱皮，切除铝包套，机加工为成品，获得铝基钎料板坯，该板坯相对密度＞95％，伸长率7-11％。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、1、本发明通过由于钎剂阻挡了空气中氧与al-si颗粒接触，故而呈低于300ppm的低氧含量；由单一复合粉末制作出的致密体板坯(相对密度＞95％)，在常温下测得的伸长率约4％，在250℃下拉伸率达8-10％，具有良好的压延变形性，且其氧含量＜300ppm，具有良好的钎焊性能；

21、2、对于组合物而言，al-si合金复合粉末的钎剂数量5％为较佳水平，可取范围为4.8-5.2％；al-si合金的si含量5％为最佳水平，可取范围为4.8-5.2％；

22、3、组合物中所使用的al-si合金复合粉末数量为组合物总量的65-80％，如果低于65％，则组合物的总钎剂数量偏低，造成钎焊活性削弱，使钎焊性能得不到保障；反之，如果高于80％，则合金化元素(cu、zn)总量偏少，易造成组合物的熔化温度偏高，不能确保中温钎焊的效果，对于所使用的钎剂类型而言，本发明并无限制，可以使用氯基钎剂、氟基钎剂或二者混合钎剂，但所选钎剂的熔点要低于钎料熔点，优选钎剂熔点低于钎料固相线温度；

23、4、本发明组合物及其铝基钎料板坯，适合于铝-铝合金，铜-铝合金的火焰钎焊、感应钎焊、浸渍钎焊、炉钎焊等中温钎焊和/或焊接工艺。

技术特征：

1.一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述组合物包括65-80％重量百分比并由5％钎剂包覆al-5％si合金复合粉末、至少10％重量百分比cu粉末、至少10％重量百分比zn粉末，以及该组合物的总氧含量小于400ppm。

2.根据权利要求1所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述al-5％si合金复合粉末呈由内部核体和外部包裹的壳体组成。

3.根据权利要求2所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述al-5％si合金复合粉末中的壳体由钎剂组成，核体为球形al-5％si合金颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述al-5％si合金复合粉末粒径为10-150μm。

5.根据权利要求4所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述al-5％si合金复合粉末粒径为30-50μm。

6.根据权利要求1所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述cu粉纯度为99.9％以上，粒度50-80μm，氧含量低于100ppm，纯铜的伸长率为60％。

7.根据权利要求1所述的一种中温自钎钎料组合物，其特征在于：所述zn粉纯度为99.7％以上，粒度40-80μm，纯锌的伸长率为40-60％。

8.一种采用权利要求1所述的中温自钎钎料组合物制作铝基钎料板坯的方法，其特征在于：包括以下步骤:

技术总结
本发明公开了一种中温自钎钎料组合物和其制作铝基钎料板坯的方法，组合物包括65‑80％重量百分比并由5％钎剂包覆Al‑5％Si合金复合粉末、至少10％重量百分比Cu粉末、至少10％重量百分比Zn粉末，以及该组合物的总氧含量小于400ppm，Al‑5％Si合金复合粉末呈由内部核体和外部包裹的壳体组成，Al‑5％Si合金复合粉末中的壳体由钎剂组成，核体为球形Al‑5％Si合金颗粒，Al‑5％Si合金复合粉末粒径为10‑150μm，Al‑5％Si合金复合粉末粒径为30‑50μm，Cu粉纯度为99.9％以上，粒度50‑80μm，氧含量低于100ppm，纯铜的伸长率为60％。本发明，本发明组合物及其铝基钎料板坯，适合于铝‑铝合金，铜‑铝合金的火焰钎焊、感应钎焊、浸渍钎焊、炉钎焊等中温钎焊和焊接工艺。

技术研发人员：李珮豪,彭波
受保护的技术使用者：天津佐源新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15