CN101972902B - 铜铝焊接用铝合金焊料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铜铝焊接用铝合金焊料及其制备方法，其重量百分比组成为：Al 60～72％；Cu或者Ge 25～35％；Si 1～5％；Mg 1～5％；Li或Sb或Bi≤1％。本发明的铝合金焊料可完成铝与铜异种金属焊接，接头区成分与组织连续均匀，无异质界面，接头抗弯强度达到母材水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊料，特别涉及一种适合于铜铝异种金属焊接的焊料及其制备方法。
背景技术
由于铝与铜在物理性能及化学性能存在很大差异，造成其异种金属焊接困难。设计合适的过渡金属材料作为焊料，可解决铜铝直接焊接的困难，达到铜铝焊接目的。中国专利200710122672.X公布了一种用于铜铝异种金属焊接用银镍镁过渡金属材料。该焊料的熔点介于铝、铜之间，焊接时需将铝、铜分别与过渡金属两端进行熔化焊接，最终形成的接头留有过渡金属。该方法虽然能完成铜铝焊接，但熔焊易产生裂纹，接头处存在的过渡金属异质界面导致接头脆性大，抗弯强度降低。专利CN1743118A(200510044627.8)公开了一种焊接铜铝接头的Al-Si-Mg钎料，由于钎料中没有破除氧化膜元素，焊接需在真空中完成，导致焊接效率低，成本高。另外，钎料中Si含量高，接头区存在异质界面，抗弯强度低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够消除过渡金属异质界面，形成连续均匀接头的铜铝焊接用铝合金焊料及其制备方法，接头抗弯强度达到母材水平。
本发明采取的技术方案为：
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 60～72％；Cu或者Ge 25～35％；Si 1～5％；Mg 1～5％；Li或Sb或Bi≤1％。
所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成优选：Al 65～72％；Cu或者Ge 25～32％；Si 3～5％；Mg 1～3％；Li或Sb或Bi≤1％。
上述的铜铝焊接用铝合金焊料的熔点为500℃～580℃。
所述的铜铝焊接用铝合金焊料制备方法是将各组分按规定的重量百分比制成母合金，将母合金装入石英坩锅内，在真空炉内感应加热重熔，当达到合适的温度后，用一定压力的氩气将熔融液态合金喷铸在表面光洁的高速旋转紫铜辊上，急冷就可以得到厚度为0.02～0.10mm的铝合金箔带。
本发明的铝合金焊料采用与被焊接金属相同的基体元素，减小了铜铝焊接时的成分和组织的不连续，消除了异质界面。焊料中添加多种破除氧化膜元素Mg、Li、Sb或Bi，焊接无需真空。铝合金焊料熔点小于铝和铜，焊接时铝、铜不熔化，避免了焊接热裂纹。
与现有技术比较，本发明的铝合金焊料可完成铝与铜异种金属焊接，接头区成分与组织连续均匀，无异质界面，接头抗弯强度达到母材水平，弯曲180°不断。
具体实施方式
实施例1
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 65％，Cu 30％，Mg 1.5％，Si 3％，Sb0.5％。
将各组分按规定的重量百分比制成母合金，将母合金装入石英坩锅内，在真空炉内感应加热重熔，当加热到800℃时，用0.5～0.6Pa的氩气将熔融液态合金喷铸在表面光洁的高速旋转紫铜辊上，急冷就可以得到厚度为0.02～0.10mm的铝合金箔带。
实施例2
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 69.5％，Cu 26％，Mg 1％，Si 3.4％，Bi 0.1％。
将各组分按规定的重量百分比制成母合金，将母合金装入石英坩锅内，在真空炉内感应加热重熔，当加热到800℃时，用0.5～0.6Pa的氩气将熔融液态合金喷铸在表面光洁的高速旋转紫铜辊上，急冷就可以得到厚度为0.02～0.10mm的铝合金箔带。
实施例3
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 70％，Ge 25％，Mg 1％，Si 3.5％，Li0.5％
制备方法同实施例2，将铝合金焊料制备成厚度为0.05mm的箔带。
将该成分的铝合金箔带用于端面为50×5铝排(L2)与铜排(T2)的焊接，采用感应方式加热保温后完成焊接，焊接后进行弯曲试验，接头弯曲180°未断。
实施例4
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 61％，Ge31％，Mg 5％，Si 2％，Li 1％
制备方法同实施例2，将铝合金焊料制备成厚度为0.05mm的箔带。
实施例5
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 65％，Ge 26.5％，Mg 3％，Si 5％，Li0.5％
制备方法同实施例2，将铝合金焊料制备成厚度为0.08mm的箔带。
实施例6
铜铝焊接用铝合金焊料，其重量百分比组成为：Al 65％，Ge 26.5％，Mg 3％，Si 5％，Li0.5％
制备方法同实施例2，将铝合金焊料制备成厚度为0.05mm的箔带。
Claims (5)
1.铜铝焊接用铝合金焊料，其特征是，其重量百分比组成为：Al 60～72％；Cu或者Ge 25～35％；Si 1～5％；Mg 1～5％；Li或Sb或Bi≤1％。
2.按照权利要求1所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征是，其重量百分比组成为：Al65～72％；Cu或者Ge 25～32％；Si3～5％；Mg 1～3％；Li或Sb或Bi≤1％。
3.按照权利要求1或2所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征是，熔点为500℃～580℃。
4.权利要求1-3任一项所述的铜铝焊接用铝合金焊料的制备方法，其特征是，将各组分按规定的重量百分比制成母合金，将母合金装入石英坩锅内，在真空炉内感应加热重熔，当加热到800℃时，用0.5～0.6Pa的氩气将熔融液态合金喷铸在表面光洁的高速旋转紫铜辊上，急冷得焊料箔带。
5.根据权利要求4所述的铜铝焊接用铝合金焊料的制备方法，其特征是，所述的焊料箔带厚度为0.02～0.10mm。
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