CN100427261C - 一种铝合金中温钎焊钎料 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铝合金中温钎焊钎料，钎料的化学成分及其质量百分比是：16～20%Cu、5～8%Si、0.2～2.0%Mn、0～2%Mg，其余为Al。另外，钎料中还可添加少量Ti、B元素的细化晶粒以改善工艺性。该钎料的熔化温度范围为500～540℃，钎焊温度540～570℃，可用于固相线温度在540℃以上的铝合金的钎焊。该钎料可以块状、快速凝固箔带、棒状等形式使用，适合的钎焊工艺方法包括真空钎焊、保护气氛钎焊、火焰钎焊等。该钎料钎焊6A02、2A50合金接头抗拉强度大于100MPa，接头剪切强度大于80MPa，经200h盐雾腐蚀后，接头强度没有明显降低。

Description

一种铝合金中温钎焊钎料

技术领域

本发明是一种铝合金中温钎焊钎料，属于铝合金的焊接连接技术领域。

背景技术

铝合金具有重量轻、耐腐蚀性好，导热、导电性能良好等特性。在航空、航天、电子、汽车等军用和民用工业领域的应用越来越广泛。但是，由于缺乏熔点较低、综合性能好的钎料，成熟的Al-Si系列钎料的熔点在577℃以上，所以，铝合金的钎焊还局限于纯铝及3A21、6063等个别牌号上，大量的强度级别较高的铝合金仍无法进行钎焊。另一方面，由于产品轻量化的需求，对高强度铝合金进行钎焊的需求越来越迫切，仅仅纯铝及3A21、6063等低强度级别铝合金的钎焊已经不能满足对结构强度、刚度的技术要求，因此研究开发高强度铝合金钎焊所需的低熔点钎料，并使其付诸实施成为铝合金构件制造亟待解决的关键技术之一。

目前，铝合金中低温钎料的研究采用了Al-Ge、Al-Ge-Si、Al-Cu-Si、Ag-Al-Cu、Zn-Al等合金体系，但大多存在工艺性不好或接头性能差等技术问题，尚无一种被普遍接受的综合性能好的钎料。如Al-Ge、Al-Ge-Si钎料填缝工艺性差，且成本高；Al-Cu-Si系钎料抗腐蚀性能较差，钎料加工工艺性差；含Zn钎料不适合真空钎焊等各自存在不同的缺点。近年来有人在Al-Cu-Si系基础上通过加入镍、锡等元素来获得降低熔点，提高钎料综合性能的效果，但每种钎料均存在各自的缺点，例如制备困难，抗腐蚀性差，工艺性不好等，均未获得广泛应用。因此研究一种钎焊温度合适、钎焊工艺性优良、接头综合性能良好的钎料成为铝合金加工行业亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是针对现在技术上存在的问题而设计提供了一种铝合金中温钎焊钎料，其目的是解决可热处理强化铝合金和铸造铝合金的钎焊问题，保证良好的钎焊工艺性和接头综合性能，钎焊温度为540～570℃。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：

该种铝合金中温钎焊钎料，其特征在于：钎料的化学成分及其质量百分比是：16～20％Cu、5～8％Si、0.2～2.0％Mn、0～2％Mg，其余为Al。另外，钎料中还可添加少量Ti、B元素的细化晶粒或加入少量稀土元素以改善工艺性。钎料的熔化温度范围为500～540℃，钎焊温度540～570℃，可用于固相线温度在540℃以上的铝合金的钎焊。该钎料适合的钎焊工艺方法包括真空钎焊、保护气氛钎焊、火焰钎焊等。由于加入了Mn元素该钎料具有良好的快速凝固制备箔带的性能，采用快速凝固法可制备出厚度0.05mm左右的钎料箔带，以方便钎料的添加。采用该钎料，真空钎焊工艺钎焊的6061铝合金和2A50铝合金接头，可有效地避免基体材料的过烧，钎焊后经T6热处理后接头剪切强度大于80MPa，接头抗拉强度大于100MPa。钎焊的6061、2A50铝合金接头具有良好的抗腐蚀性能，接头经35℃，200h，5％的NaCl盐雾腐蚀，以及经过3.5％的NaCl溶液，28℃，200h的浸泡腐蚀后，接头强度没有明显降低。

钎料的冶炼与普通铝合金冶炼方法相同。钎料可以以块状、棒状、箔带、粉末等形式使用。块状可以冶炼后采用机械方法分割获得；棒状钎料可以采用精密铸造或热挤压方法获得；箔带采用旋转铜辊快速凝固方法获得，也可采用复合轧制的方法获得；粉末可采用气体雾化方法获得。钎料可以采用真空钎焊、保护气氛钎焊、火焰钎焊等工艺用于过烧温度在540℃以上的可热处理强化铝合金或铸造铝合金及其构件的钎焊。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

实施例1：

钎料主要化学成分及其质量百分比为：18％Cu、7％Si、1％Mn、1％Mg、0.1％(B+Ti)，其余为Al。采用普通铝合金冶炼方法冶炼成铸锭，然后在氩气保护环境下采用旋转铜辊快速凝固方法制备出厚度约0.05mm的钎料箔带，用于2A50合金的真空钎焊。钎焊前铝合金工件经化学清洗去除表面污物和氧化膜，钎料夹与钎缝中间，由夹具固定后入炉钎焊。钎焊过程真空度优于1×10^-2Pa，升温速度10℃/min，钎焊温度550℃，保温时间10min。钎焊后进行T6热处理。接头抗拉强度大于100MPa，剪切强度大于80MPa。接头经35℃，200h，5％的NaCl盐雾腐蚀，以及经过3.5％的NaCl溶液，28℃，200h的浸泡后，强度没有明显降低。

实施例2

钎料主要化学成分及其质量百分比为：18％Cu、7％Si、1％Mn、0.1％(B+Ti)、微量稀土，其余为Al。采用普通铝合金冶炼方法冶炼成铸锭，然后在氩气保护环境下采用旋转铜辊快速凝固方法制备出厚度约0.05mm的钎料箔带，用于6A02铝合金叶轮的真空钎焊。采用贮能点焊机将两层钎料点焊定位于钎焊面上，装配后采用夹具加紧和固定，在真空钎焊炉中进行钎焊，钎焊工艺参数与实施例1相同。钎焊后叶轮外观成形良好，接头抗拉强度大于100MPa。

Claims (2)

1.一种铝合金中温钎焊钎料，其特征在于：钎料的化学成分及其质量百分比是：16～20％Cu、5～8％Si、0.2～2.0％Mn、0～2％Mg，其余为Al。

2.根据权利要求1所述的铝合金中温钎焊钎料，其特征在于：钎料的化学成分及其质量百分比是：18％±0.5％Cu、7％±0.5％Si、1％±0.5％Mn、1％±0.5％Mg，其余为Al。