CN105081601A - 一种低温铜铝钎料的制备方法及其低温铜铝钎料 - Google Patents

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Abstract

一种低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；(1)将Al、Si、Cu组成的组合物一及Al、Si组成的组合物二分别加入到真空熔炼炉和气雾化设备中制成200～80的粉末，在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下；(2)根据需要的Cu含量确定组合物一粉末和组合物二粉末的比例含量，将两种粉末混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末，然后在球磨机中在保护气氛(CO2，N2)中球磨0.5到4个小时。然后在300吨的压机挤压下成型形成铜铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、二氧化碳或氮气保护下进行。

Description

一种低温铜铝钎料的制备方法及其低温铜铝钎料
技术领域
本发明涉及一种硬钎料的制备方法，特别涉及一种低温铜铝钎料的制备方法以及采用该方法制备的低温铜铝钎料。
背景技术
钎料是在钎焊过程中为实现两种材料或零件的结合，在其间隙内或间隙旁所加的填充物。钎料的熔点必须比焊接的材料熔点低。适宜于连接精密、复杂、多铤缝和异类材料的焊接。钎料按熔点高低分为软钎料(熔点低于450℃的钎料)，硬钎料(熔点高于450℃的钎料)。钎料按组成分软钎料有锡基、铅基、锌基等钎料。硬钎料有铝基、银基、铜基、镍基等钎料。
在铝钎焊行业，铜铝焊接是一种比较困难的课题，因为其中对焊接温度的要求是在中温或低温的温度范围，而在这个范围温度中能够使用的铝钎料的选择比较少，基本上就是锌-铝钎料和铝-硅-铜钎料。然而锌-铝钎料的焊接结果强度在某些使用中并不够，而铝-硅-铜钎料在使用中能够在很多场合下弥补锌铝钎料的焊接质量，但由于铜的加入，铝-硅-铜钎料的晶体结构发生了变化，生成了脆性的晶体结构，在加工过程中非常容易发生断裂、脆裂。
发明内容
本发明的第一个目的提供一种低温铜铝钎料的制备方法，目的是解决现有技术问题，提供一种可降低低温铜-铝钎料脆性的制备方法。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述制备方法制备的低温铜铝钎料，该钎料在保持低温焊接的同时其脆性降低，不易脆裂。
本发明解决问题采用的技术方案是：
一种低温铜铝钎料的制备方法,包括以下步骤；
(1)将Al、Si、Cu组成的合金锭一以及Al、Si组成的合金锭二分别加入到真空熔炼炉融化，然后在气雾化设备中分别制成粒度为200～80目的合金一粉末和合金二粉末；在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下。
(2)根据最终钎料产品需要的Cu含量确定合金一粉末和合金二粉末的比例含量，将两种粉末混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末，然后在球磨机中在保护气氛中球磨0.5到4个小时，最后在300吨的压机挤压下成型形成铜铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、保护气氛保护下进行。其中中温无腐蚀铝钎剂粉末为现有技术，包括氟铝酸钾钎剂，氟铝酸铯钎剂等。
所述合金锭一中各组分的重量百分比为，Al50～80％、Si3～13％、Cu5～25％。
所述合金锭一中各组分的重量百分比为，Al60～70％、Si5～10％、Cu10～20％。
所述合金锭二中各组分的重量百分比为，Al70～100％、Si0～30％。
所述合金锭二中各组分的重量百分比比为，Al80～90％、Si10～20％。
所述合金一粉末和合金二粉末的粒度为200～80目。
所述中温无腐蚀铝钎剂在铜铝钎料中占的重量百分比为5～20％。
低温铜铝钎料,采用上述方法制备。
低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al60～90％、Si3～20％、Cu0.2～30％，余量为杂质。
本发明的有益效果：本发明的制备方法避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上合金二也就是铝硅粉末之间形成的链接是有比较强的韧性，不易脆断，但是合金一也就是铝硅铜粉末之间形成的链接则是脆断性非常强的。因此采用本发明从微观上在铝硅铜成分中加入韧性高的粉末链接，宏观上保证了产品焊料的成分，韧性和可加工型。
具体实施方式
一种低温铜铝钎料的制备方法,包括以下步骤；
(1)将Al、Si、Cu组成的合金锭一及Al、Si组成的合金锭二分别加入到真空熔炼炉融化，然后在气雾化设备中分别制成粒度为200～80目的合金一粉末和合金二粉末；在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下。
(2)根据最终钎料产品需要的Cu含量确定合金一粉末和合金二粉末的比例含量，将两种粉末混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末，然后在球磨机中在保护气氛中球磨0.5到4个小时，最后在300吨的压机挤压下成型形成铜铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、二氧化碳保护下进行。
其中中温无腐蚀铝钎剂粉末为现有技术，包括氟铝酸钾钎剂，氟铝酸铯钎剂等，保护气氛可采用CO2或N2这些常用的保护气体。
具体实施例如下所示。
实施例1
一种低温铜铝钎料的制备方法，包括以下步骤；
(1)将含Al66％、Si9％、Cu25％的合金锭一40kg及含Al88％、Si12％的合金锭二60kg分别加入到真空熔炼炉融化，然后依次置于气雾化设备中得到两种200～80的粉末，即合金一粉末(含Al66％、Si9％、Cu25％)、合金二粉末(含Al88％、Si12％)。在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下。
(2)将组合物一粉末和组合物二粉末混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末10kg。将混合好的粉末加入球磨机在CO2保护气氛中球磨2小时。然后取出粉末在300吨的压机挤压下成型形成铜-铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、CO2保护下进行。
采用上述方法制备的低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al72％(79.2kg)、Si9.8％(10.8kg)、Cu9.1％(10kg)，钎剂9.1％(10kg)，余量为杂质。
结果：采用上述低温铜铝钎料制备的2.0mm焊条加工缓慢弯曲至100度不脆断弯折。而采用传统方法制取的焊条其弯曲度最多达到9-17度。
依照这种方式生产的铜铝钎料避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上铝、硅粉末的接触式材料的强度和韧性的主要影响因素。实现了产品的可加工性。
实施例2
一种低温铜铝钎料的制备方法，包括以下步骤；
(1)将含Al80％、Si10％、Cu10％的合金锭一50kg及含Al70％、Si30％组成的合金锭二50kg分别加入到真空熔炼炉融化，然后经过气雾化设备中制成两种200～80的粉末，即合金一粉末(含Al80％、Si10％、Cu10％)、合金二粉末(含Al70％、Si30％)。在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下。
(2)将组合物一粉末和组合物二粉末按照比例混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末10kg。将混合好的粉末加入球磨机在CO2保护气氛中球磨0.5小时。然后取出粉末在300吨的压机挤压下成型形成铜-铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、CO2保护下进行。
采用上述方法制备的低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al62.5％(75kg)、Si16.67％(20kg)、Cu4.17％(5kg)，钎剂16.67％(20kg)余量为杂质。依照这种方式避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上铝、硅粉末的接触式材料的强度和韧性的主要影响因素。实现了产品的可加工性。
结果：采用上述低温铜铝钎料制备的2.0mm焊条加工缓慢弯曲110度不脆断弯折。
实施例3
一种低温铜铝钎料的制备方法，除相关参数不同外，其制备过程同实施例1、实施例2；相关参数为：
合金锭一100kg：含Al70％、Si10％、Cu20％
合金锭二100kg：含Al80％、Si20％
N2保护气氛，球磨4小时。
采用上述方法制备的低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al60％(150kg)、Si13.33％(30kg)、Cu8.89％(20kg)，钎剂11.11％(25kg)余量为杂质。
依照这种方式避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上铝、硅粉末的接触式材料的强度和韧性的主要影响因素。实现了产品的可加工性。
结果：采用上述低温铜铝钎料制备的2.0mm焊条加工缓慢弯曲115度不脆断弯折。
实施例4
一种低温铜铝钎料的制备方法，除相关参数不同外，其制备过程同实施例1、实施例2；相关参数为：
合金锭一80kg：含Al70％、Si10％、Cu20％
合金锭二20kg：含Al80％、Si20％
N2保护气氛，球磨3小时。
采用上述方法制备的低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al67.92％(72kg)、Si11.32％(12kg)、Cu15.09％(16kg)，钎剂5.66％(6kg)余量为杂质。依照这种方式避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上铝、硅粉末的接触式材料的强度和韧性的主要影响因素。实现了产品的可加工性。
结果：采用上述低温铜铝钎料制备的2.0mm焊条加工缓慢弯曲113度不脆断弯折。
实施例5
一种低温铜铝钎料的制备方法，除相关参数不同外，其制备过程同实施例1、实施例2；相关参数为：
合金锭一85kg：含Al72％、Si3％、Cu25％
合金锭二15kg：含Al90％、Si10％
N2保护气氛，球磨3.5小时。
采用上述方法制备的低温铜铝钎料，包括以下重量百分比组分，Al61.23％(74.7kg)、Si3.32％(4.05kg)、Cu17.41％(21.25kg)，钎剂18.03％(22kg)余量为杂质。
依照这种方式避免了铝、硅、铜的直接接触产生脆性，从宏观上铝、硅粉末的接触式材料的强度和韧性的主要影响因素。实现了产品的可加工性。
结果：采用上述低温铜铝钎料制备的2.0mm焊条加工缓慢弯曲113度不脆断弯折。

Claims (9)

1.一种低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
(1)将Al、Si、Cu组成的合金锭一及Al、Si组成的合金锭二分别加入到真空熔炼炉融化，然后在气雾化设备中分别制成粒度为200～80目的合金一粉末和合金二粉末；在制备粉末过程中其含氧量控制在500ppm以下；
(2)根据最终钎料产品需要的Cu含量确定合金一粉末和合金二粉末的比例含量，将两种粉末混合后加入中温无腐蚀铝钎剂粉末，然后在球磨机中在保护气氛中球磨0.5到4个小时，最后在300吨的压机挤压下成型形成铜铝钎料，挤压成型过程在200～350℃、保护气氛保护下进行。
2.如权利要求1中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述合金锭一中各组分的重量百分比为，Al50～80％、Si3～13％、Cu5～25％。
3.如权利要求2中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述合金锭一中各组分的重量百分比为，Al60～70％、Si5～10％、Cu10～20％。
4.如权利要求1中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述合金锭二中各组分的重量百分比为，Al70～100％、Si0～30％。
5.如权利要求4中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述合金锭二中各组分的重量百分比为，Al80～90％、Si10～20％。
6.如权利要求1中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述合金一粉末和合金二粉末的粒度为200～80目。
7.如权利要求1中所述的低温铜铝钎料的制备方法，其特征在于：所述中温无腐蚀铝钎剂在铜铝钎料中占的重量百分比为5～20％。
8.低温铜铝钎料，其特征在于：采用权利要求1至7中任一方法制备。
9.如权利要求1至8中任一所述的低温铜铝钎料，其特征在于：包括以下重量百分比组分，Al60～90％、Si3～20％、Cu0.2～30％，余量为杂质。
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