一种铝合金板焊接用电极材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金板用焊接电极材料及其制备方法，按质量百分数，包括Cr0.4?0.8%，Zr0.1?0.24%，Al0.05?2%，Dy0.01?0.5%，Gd0.01?0.1%，余量为Cu。本发明通过添加有益金属，提高了Cu、Al、Zr、Cr合金的物理性能以及使用寿命；结合创造性的熔炼工艺、两次保温处理，特别是采用新的淬火液，得到了性能优异的电极材料；满足在汽车车身材质逐步由钢板转变为铝合金的趋势下，使用超高电流、高温、不粘连的焊接要求，取得了意想不到的技术效果。
【专利说明】
一种铝合金板焊接用电极材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车焊接用电极材料技术领域，尤其涉及一种以铬、锆、铝、铜为原料来制作用于汽车车身铝合金板焊接用电极材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在很多产业中，电阻点焊用来将两个金属工件结合到一起。例如汽车工业在制造过程，经常使用电阻点焊以将预制的金属工件结合到一起。一对相对的焊接电极通常在预定焊接位置被夹持在工件的相对侧上的对齐点上，瞬时电流通过工件从一个焊接电极流向另一个焊接电极，该电流流动的电阻在工件内和结合界面处产生热量，产生的热量开始熔融焊池，润湿钢工件的相邻表面，并且由于电流流动的中断，凝固成焊点熔核，在两个金属工件之间形成全部的或部分的焊接接头。多个单独的焊点沿着金属工件的外围区域或连接区域形成，以保证汽车配件结构良好。为了将重量更轻的材料引入汽车平台，汽车生产需要通过电阻点焊将钢工件与铝或铝合金工件结合。
[0003]现有铬锆铜电极材料按IS05182-99标准组织生产，按该标准所选材料首先经过真空炉或电炉熔炼制成一定规格的坯锭，然后通过锻造或者热挤压、固溶处理、在经过冷拔和真空退火(或有氧退火)，最后制成用户具体需要的各种规格电极产品。这样加工的电极产品的主要理化性能为:硬度一般在HRB78-82、导电率在MS/m43-44、软化温度在475°C。然而由于汽车生产厂家为了提高汽车质量和能耗的要求，越来越注重使用轻质材料(铝合金)替代原来的中厚板、镀复层钢板，导致选用上述方法制作的电极产品用于汽车车身铝合金板的焊接，常常会出现焊接过程中的“粘连”问题，而且电极产品的使用寿命也较短，无法满足工业化。有研究者以Zn、Al、Cu等作为原料生产了一种铜合金，但是制备时需要经过两次熔铸，增加了步骤、不可控性和成本，并且重熔后浇铸成4_厚的片状再切割，无法满足汽车生产企业焊接材料的需求。
汽车轻量化要求下，使用的材质逐步由厚钢板逐步转变成以铝合金为主的轻质材料，对于焊接材料的焊接性能也提出相应的要求。现有技术提供的焊接电极合金材料无法满足汽车生产厂家以铝合金为材料的汽车生产材料的焊接技术要求;而且制备需要两次熔铸，增加工步序增大了生产成本和不可控性，并且重熔后浇铸成4_厚片状，无法满足电极材料制作要求。因此需要研发新的焊接电极材料，提高焊接材料的耐高温、耐高压的物理性能，满足铝合金板材在焊接过程中使用超高电流、高温、不粘连的焊接要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种铝合金板用焊接电极材料及其制备方法，其结合金属合成技术与熔炼工艺，得到适用于轻质铝合金车身焊接的电极材料。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种铝合金板焊接用电极材料，按质量百分数，包括以下金属:
Cr 0.4-0.8% Zr 0.1-0.24%
Al 0.05-2%
Dy 0.01-0.5%
Gd 0.01-0.1%
Cu 余量。
[0006]本发明还公开了上述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，包括以下步骤:
(I)将Cu、Al、Zr、Cr混合后加入电炉，于1350?1400 °C熔炼，得到铜合金液;调整合金铜液的温度为1100?1200 °C，加入Dy以及Gd，得到合金熔液；
(2 )于1080?1100 °C下，将步骤(I)的合金熔液出炉，空气冷却得到铸锭;然后将铸锭于850?900°C下保温4小时;然后立即置入淬火液中；
(3)将步骤(2)淬火后的铸锭进行冷挤压处理得到棒材;然后将棒材加工为电极;最后将电极于440?460°C下保温4小时，空气冷却得到铝合金板焊接用电极材料。
[0007]本发明中，采用真空感应电炉熔炼金属;采用真空时效保温炉进行保温处理。
[0008]本发明中，步骤(2)中，所述淬火液包括水、盐以及冰块;所述淬火液的波美浓度为9?13°C。淬火的目的主要是为了提高材料的硬度及耐磨性，能够更好的符合汽车生产领域焊接材料的硬度要求，提升合金材料的机械性能。控制淬火液的波美浓度，是为了保证合金材料的冷却快，提升合金材料的机械性能最佳工艺技术要求。
[0009]本发明中，淬火液的盐包括氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐中的一种或几种;结晶磷酸氢二钠为十二水磷酸氢二钠、十水磷酸氢二钠、六水磷酸氢二钠中的一种;铵盐为硫酸铵、氯化铵或者磷酸铵。优选盐为氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐的混合物，其中氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐的质量比为1:0.4:0.2。淬火工艺是金属熔炼过程中十分重要的一环，高温的金属骤然遇到低温，内部形态以及分子结合力受到极大冲击，从而影响金属的性能，因此淬火液成分相当重要，并不是用冰水保持低温就能改善淬火金属的性能，很多金属加工厂家的技术秘密或者技术诀窍就是在淬火部分，看似简单，实则包含很多细微变化，最基本的就是高温金属接触淬火液后，如何保证淬火液成分不破坏金属液体界面，还有其他很多微小点，恰恰这些地方都会对金属性能产生极大影响，谁都不想得到内部微裂纹的合金；本发明配置了氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐的混合物作为淬火液主要活性成分，淬火后的合金具有极强的防粘性能，特别是，合金金属极易加工成型。
[0010]优选的，本发明淬火液还包括质量浓度为0.8%的丙烯酸预聚体;将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、异构十三醇聚氧乙烯醚和水混合，并充分搅拌成乳液;然后滴加质量分数为10%的过硫酸铵水溶液;于75°C反应1.5?2小时，制得预聚体。这是本发明的独创，与高分子专家请教，得到了这个方案。丙烯酸预聚体的存在一方面对维持淬火液温度、盐度均匀性有利，另一方面可以吸附淬火产生的杂质，避免杂质颗粒吸附在合金界面，对提高合金的纯净性很有帮助，从而在后续冷挤压过程中，不会对很薄的合金片材产生内部损伤，保证最终产品性能。
[0011]保温的铸锭立即置入淬火液中的具体操作方式为现有技术，本领域技术人员根据铸锭大小等因素选择;本发明限定在保温后的铸锭置入淬火液后，淬火液的温度保持低于40°C。淬火液保持温度在40°C以下，能够有效控制水温升高造成的淬火冷却度不够带来的机械性能的下降，从而影响产品的质量及使用寿命。立即淬火即从时效保温炉内在额定温度条件下从保温炉内取出到置于淬火液中的时间控制在10秒以内，保证合金材料能够达到快速淬火的目的，从合金进入淬火液至取出合金时间保持在60±5分钟左右。立即淬火的优点在于:合金能够迅速进入淬火液，保证合金的晶粒均匀、成份元素不烧损;保持淬火时间在60±5分钟左右，保证合金淬火彻底，避免外围冷却彻底内部依旧是合金溶液的情况出现，从而造成后续工艺过程的无法正常开展或造成产品质量、性能问题。
[0012]本发明中，步骤(3)中，冷挤压处理时的压力为1200MPa。冷挤压处理是的压力为1200MPa，其优点在于:能够一次成型达到合理的冷挤压压缩比。避免因为压力过大或过小造成冷挤压比压缩比的缩小或扩大，从而影响合金材料的晶粒分布、合金材料的硬度问题。
[0013]本发明中，Cu为高纯电解铜，纯度为99.98%; Zr为金属颗粒，纯度98.5%; Cr为金属颗粒，纯度99.5%;A1为高纯度电解铝;Dy为纯金属颗粒;Gd为纯金属颗粒。使用高纯度金属元素，能够有效的避免有害杂质的掺入，避免有益元素的合金化或氧化，保证所有合金产品内的金属元素均为纯金属元素。
[0014]本发明以Cu、Al、Zr、Cr为主要原料，添加有益金属Dy以及Gd，增强了铜合金基体的软化温度、抗拉强度、屈服强度，改善合金的化合物相，细化基体合金组织，提高合金的延伸率、延长合金的使用寿命，强化焊接电极的耐高温、耐高压性能，满足在汽车车身材质逐步由钢板转变为铝合金的趋势下，使用超高电流、高温、不粘连的焊接要求，解决了现有焊接电极对铝板易粘接、使用寿命短的缺陷。
[0015]本发明改变现有一次性添加所有配料的工艺，创造性的在不同温度下分两次添加原料，解决了熔炼温度不同造成的元素烧损，避免氧化现象发生，特别避免了由于熔炼温差导致的有害元素的出现;并通过两次保温处理，提升合金的理化性能;制备的电极材料的硬度达到HRB85-87、导电率MS/m41-43、软化温度650°C、抗拉强度MPa450、延伸率14-17%、屈服强度MPa350;取得了意想不到的技术效果。
[0016]本发明通过添加有益金属，提高了Cu、Al、Zr、Cr合金的物理性能以及使用寿命;结合创造性的熔炼工艺、两次保温处理，得到了性能优异的电极材料;有效解决了现有电极材料焊接铝合金板材时，因大电流、高温、高压带来的焊接材料软化、变形、粘连的问题，提升了产品的性能;有效的解决了多次重熔带来的不确定因素和成本的增加，降低生产成本和保证合金质量百分比的收得率，提高成品率;满足在汽车车身材质逐步由钢板转变为铝合金的趋势下，使用超高电流、高温、不粘连的焊接要求，取得了意想不到的技术效果。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
本实施例中，所有原料均为市购，Cu为高纯电解铜，纯度为99.98%; Zr为金属颗粒，纯度98.5%;Cr为金属颗粒，纯度99.5%;A1为高纯度电解铝;Dy为纯金属颗粒;Gd为纯金属颗粒。
[0018]合成例
将200g丙烯酸丁酯、180g苯乙烯、160g丙烯酸、220gN-羟甲基丙烯酰胺、67g异构十三醇聚氧乙烯醚和100g水混合，并充分搅拌成乳液;然后120g滴加质量分数为10%的过硫酸铵水溶液;于75 °C反应100分钟，制得丙烯酸预聚体。
[0019]实施例一
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.2%，Al的质量百分比为0.1%，Cr的质量百分比为0.6%，07的质量百分比为0.01%，6(1的质量百分比为0.01%，(:11的质量百分比为99.08%。
[0020]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1395°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液;再将铜合金溶液稍加冷却至1200°C的温度下加入金属Dy,Gd，充分搅拌，得到完整的合金溶液;再将完整的合金溶液在1095°C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却;将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在860°C，保温4小时;再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括氯化钠、水、冰)的浓度控制在波美110C，冷却液温度控制在38 0C ο铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成Φ 15mm*100mm的电极元棒。再将Φ 15mm*100mm的电极元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在455°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料;再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB85、导电率MS/m41、软化温度640°C、抗拉强度MPa440、延伸率14%、屈服强度MPa340;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0021]实施例二
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.2%，Al的质量百分比为0.1%，Cr的质量百分比为0.6%，07的质量百分比为0.01%，6(1的质量百分比为0.01%，(:11的质量百分比为99.08%。
[0022]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括氯化钠、水、冰)的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在320C ο铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品;硬度达到HRB85、导电率MS/m41、软化温度640 °C、抗拉强度MPa440、延伸率14%、屈服强度MPa340;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0023]实施例三
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.2%，Al的质量百分比为0.1%，Cr的质量百分比为0.6%，07的质量百分比为0.01%，6(1的质量百分比为0.01%，(:11的质量百分比为99.08%。
[0024]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括氯化钠、十二水磷酸氢二钠、水、冰)淬火液的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在32°C ο铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品，硬度达到HRB85、导电率MS/m41、软化温度640 °C、抗拉强度MPa445、延伸率14%、屈服强度MPa340;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0025]实施例四
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.2%，Al的质量百分比为0.1%，Cr的质量百分比为0.6%，07的质量百分比为0.01%，6(1的质量百分比为0.01%，(:11的质量百分比为99.08%。
[0026]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1395°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液;再将铜合金溶液稍加冷却至1200°C的温度下加入金属Dy,Gd，充分搅拌，得到完整的合金溶液;再将完整的合金溶液在1095°C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却;将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在860°C，保温4小时;再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括质量比为1:0.4:0.2的氯化钠、十二水磷酸氢二钠、硫酸铵，水、冰)的浓度控制在波美110C，冷却液温度控制在38°C。铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成Φ 15mm*lOOOmm的电极元棒。再将Φ15mm* I OOOmm的电极元棒机加工至客户需求的电极产品。再将步骤(9 )的电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在455°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB86、导电率MS/m41、软化温度650°C、抗拉强度MPa450、延伸率15%、屈服强度MPa340;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0027]实施例五
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.2%，Al的质量百分比为0.1%，Cr的质量百分比为0.6%，07的质量百分比为0.01%，6(1的质量百分比为0.01%，(:11的质量百分比为99.08%。
[0028]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括质量比为1:0.4:0.2的氯化钠、十水磷酸氢二钠、氯化铵，水、冰，质量浓度为0.8%的丙烯酸预聚体)的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在320C。铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB87、导电率MS/m43、软化温度650 °C、抗拉强度MPa450、延伸率17%、屈服强度MPa350;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0029]实施例六
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.1%，Al的质量百分比为0.2%，Cr的质量百分比为0.4%，Dy的质量百分比为0.2%，Gd的质量百分比为0.06%，余量为Cu。
[0030]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括质量比为1:0.4:0.2的氯化钠、六水磷酸氢二钠、磷酸铵，水、冰，质量浓度为0.8%的丙烯酸预聚体)的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在320C。铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB87、导电率MS/m43、软化温度650 °C、抗拉强度MPa445、延伸率17%、屈服强度MPa345;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0031 ]实施例七
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.12%,Al的质量百分比为0.14%，Cr的质量百分比为0.8%，Dy的质量百分比为0.45%，Gd的质量百分比为0.03%，余量为Cu。
[0032]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380°C的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括质量比为1: 0.4:0.2的氯化钠、六水磷酸氢二钠、氯化铵，水、冰，质量浓度为0.8%的丙烯酸预聚体)的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在320C。铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB87、导电率MS/m43、软化温度650 °C、抗拉强度MPa445、延伸率16%、屈服强度MPa345;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0033]实施例八
原料配比:按照1305182-99标准的要求组织生产，采用市购的(:11、2^0^1、07、6(1为原材料组织生产。其中Zr的质量百分比为0.22%，Al的质量百分比为0.06%，Cr的质量百分比为
0.5%，07的质量百分比为0.21%，6(1的质量百分比为0.1%，余量为(:11。
[0034]先按质量百分比将Zr、Cr、Al、Cu混合放入真空熔炼炉当中熔炼，于1380V的恒温下熔炼，充分搅拌，得到铜合金液。再将铜合金溶液稍加冷却至1180°C的温度下加入金属Dy,Gd,充分搅拌，得到完整的合金溶液。再将完整的合金溶液在1100 °C的温度下，通过连铸装置浇成一定规格的铜锭，空气冷却。将铜锭放入保温炉中时效保温处理，保温炉温度控制在890°C，保温4小时。再将经过时效保温处理的铜锭快速淬火处理，快速淬火的时间控制在8秒左右。淬火液(包括质量比为1:0.4:0.2的氯化钠、十水磷酸氢二钠、磷酸铵，水、冰，质量浓度为0.8%的丙烯酸预聚体)的浓度控制在波美13°C，冷却液温度控制在320C。铜锭在淬火液中保留I小时，充分冷却。从淬火液取出铜锭。再将铜锭放入1200T挤压机冷挤压成15mm*35mm*1000mm的电极扁排，再将额定规格的元棒机加工至客户需求的电极产品。再将电极产品再次放入时效保温炉内进行时效处理，炉温控制在440°C，保温4小时取出，得到一种铝合金板用焊接电极材料，再进行表面氧化表皮的处理，成为成品；硬度达到HRB87、导电率MS/m42、软化温度650 °C、抗拉强度MPa450、延伸率16%、屈服强度MPa350;经过抽检、全检合格后入库待售。
[0035]经过测试，上述制备的电极材料的硬度达到HRB85-87、导电率MS/m41-43、软化温度650°C、抗拉强度MPa450、延伸率14-17%、屈服强度MPa350;尤其是焊接不粘连，取得了意想不到的技术效果。
【主权项】
1.一种铝合金板焊接用电极材料，其特征在于，按质量百分数，包括以下金属: Cr 0.4-0.8% Zr 0.1-0.24% Al 0.05-2% Dy 0.01-0.5% Gd 0.01-0.1% Cu 余量。2.权利要求1所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将Cu、Al、Zr、Cr混合后加入电炉，于1350?1400°C熔炼，得到铜合金液;调整合金铜液的温度为1100?1200 °C，加入Dy以及Gd，得到合金熔液； (2)于1080?1100°C下，将步骤(I)的合金熔液出炉，空气冷却得到铸锭;然后将铸锭于850?900°C下保温4小时;然后立即置入淬火液中； (3)将步骤(2)淬火后的铸锭进行冷挤压处理得到棒材;然后将棒材加工为电极;最后将电极于440?460°C下保温4小时，空气冷却得到铝合金板焊接用电极材料。3.根据权利要求2所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:采用真空感应电炉熔炼金属;采用真空时效保温炉进行保温处理。4.根据权利要求2所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述淬火液包括水、盐以及冰块;所述淬火液的波美浓度为9?13°C;在保温后的铸锭置入淬火液后，淬火液的温度保持低于40°C ；步骤(3)中，冷挤压处理时的压力为1200MPa。5.根据权利要求4所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:所述盐包括氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐中的一种或几种;所述结晶磷酸氢二钠为十二水磷酸氢二钠、十水磷酸氢二钠、六水磷酸氢二钠中的一种;所述铵盐为硫酸铵、氯化铵或者磷酸铵。6.根据权利要求5所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:所述盐为氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐的混合物，其中氯化钠、结晶磷酸氢二钠、铵盐的质量比为1:0.4:0.2o7.根据权利要求4所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:所述淬火液还包括质量浓度为0.8%的丙稀酸预聚体。8.根据权利要求7所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、异构十三醇聚氧乙烯醚和水混合，并充分搅拌成乳液;然后滴加质量分数为10%的过硫酸铵水溶液;于75°C反应1.5?2小时，制得丙烯酸预聚体。9.根据权利要求2所述铝合金板焊接用电极材料的制备方法，其特征在于:Cu为高纯电解铜，纯度为99.98%; Zr为金属颗粒，纯度98.5%; Cr为金属颗粒，纯度99.5%; Al为高纯度电解铝;Dy为纯金属颗粒;Gd为纯金属颗粒。10.权利要求1所述铝合金板焊接用电极材料在焊接汽车铝合金板中的应用。
【文档编号】C22F1/08GK105908009SQ201610406986
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】谭俊锋, 曾华
【申请人】常熟明辉焊接器材有限公司