CN105965121A - 一种连接镁合金与铝合金的方法 - Google Patents
一种连接镁合金与铝合金的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105965121A CN105965121A CN201610457754.9A CN201610457754A CN105965121A CN 105965121 A CN105965121 A CN 105965121A CN 201610457754 A CN201610457754 A CN 201610457754A CN 105965121 A CN105965121 A CN 105965121A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesium alloy
- temperature
- aluminium alloy
- alloy
- vacuum brazing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 60
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 claims description 42
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 41
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005282 brightening Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 12
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 10
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 6
- 229910001015 Alpha brass Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 2
- OFHCOWSQAMBJIW-AVJTYSNKSA-N alfacalcidol Chemical compound C1(/[C@@H]2CC[C@@H]([C@]2(CCC1)C)[C@H](C)CCCC(C)C)=C\C=C1\C[C@@H](O)C[C@H](O)C1=C OFHCOWSQAMBJIW-AVJTYSNKSA-N 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 11
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002344 gold compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
Abstract
一种连接镁合金与铝合金的方法，它涉及一种连接镁合金和铝合金的方法。本发明是为了解决现有镁合金和铝合金焊接过程中容易生成大量Mg‑Al系金属间化合物而严重影响接头性能的问题。方法：一、中间层预处理；二、镁合金预处理；三、铝合金预处理；四、将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，调整温度、压力进行焊接，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。采用本发明方法完成的镁合金与铝合金焊接，接头强度为31.2MPa～43.7MPa。本发明可获得一种连接镁合金与铝合金的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接镁合金和铝合金的方法。
背景技术
随着工业技术的高速发展，对轻量化的要求越来越高，而合理地采用轻型材料是一种相对有效和容易实现的方法。作为轻金属结构材料，镁合金和铝合金具有密度低、比强度高、比刚度高等优点，正被广泛的应用于工业设计等领域。如，在航天器中的航天发动机以及零部件中使用Mg/Al复合连接结构可以减轻构件的质量，提高结构的性能。因此，这就涉及到镁合金和铝合金的焊接问题。目前，二者的焊接主要集中在钎焊、TIG焊、激光焊等方法。但是，在熔化焊的过程中，镁合金和铝合金在高温下以液态形式相接触，在焊缝形成大量Mg-Al系金属间化合物，严重影响接头性能。即使是采用母材不熔化的钎焊方法，镁合金和铝合金也会向液相钎料中溶解，同样不可避免的生成大块Mg-Al系金属间化合物。
发明内容
本发明是为了解决现有镁合金和铝合金焊接过程中容易生成大量Mg-Al系金属间化合物而严重影响接头性能的问题，而提供一种连接镁合金与铝合金的方法。
一种连接镁合金与铝合金的方法是按以下步骤完成的：
一、中间层预处理：使用800#砂纸将中间层的表面打磨至光亮，再将表面光亮的中间层置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗5min～10min，取出后晾干，得到处理后的中间层；
步骤一中所述的中间层为紫铜或α黄铜；
二、镁合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将镁合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的镁合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，得到处理后的镁合金；
三、铝合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将铝合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的铝合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，再浸入到温度为60℃～80℃的碱液中1min～2min，取出后再浸入到温度为30℃～50℃的酸液中1min～5min，再使用蒸馏水清洗3次～5次，再在温度为40℃～60℃下干燥0.5h～1h，得到处理后铝合金；
步骤三中所述的碱液为质量分数为8％～20％的NaOH溶液；
步骤三中所述的酸液为质量分数为8％～20％的HNO3溶液；
四、将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa～10-2Pa，再以20℃/min～30℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至475℃～485℃，再在温度为475℃～485℃、脉冲压力为2MPa～5MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；再将真空钎焊炉以20℃/min～30℃/min的升温速率从475℃～485℃升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为0.5MPa～1MPa的条件下保温3min～5min；再将真空钎焊炉以5℃/min～10℃/min的降温速率从570℃～575℃降温至560℃～565℃，再在温度为560℃～565℃和压力为0.3MPa～0.5MPa下保温10min～15min；再将真空钎焊炉以15℃/min～20℃/min的降温速率从560℃～565℃降温至490℃～500℃，再在温度为490℃～500℃和压力为1MPa～1.5MPa下保温1min～3min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
本发明的原理：
根据相图及扩散理论计算可知，镁和铜共晶反应温度为487℃，铝和铜的共晶反应温度为548℃，两个反应温度相差61℃，且中间层元素Cu在镁合金中的扩散速度是在铝合金中的100倍左右，这就使得Cu与镁合金的反应速率远大于Cu与铝合金的反应速率。另外，铝合金表面有一层较薄但致密的氧化膜，因此本发明采取特定的工艺参数：在温度为475℃～485℃、脉冲压力为2MPa～5MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；此时接触反应并未发生，目的是通过机械外力使铝合金氧化薄膜破碎，露出母材新鲜表面；之后快速升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为0.5MPa～1MPa的条件下保温3min～5min；高温短时保温的目的是在适当的压力下促进Cu与铝合金的扩散反应，使Cu/Al界面出现少量液相，而又避免Cu与镁合金长时间的剧烈反应；随后降温至560℃～565℃，再在温度为560℃～565℃和压力为0.3MPa～0.5MPa下保温10min～15min，此过程是扩散反应进行的主要过程，为避免母材在高温下发生蠕变，故施加小压力；最后降温至490℃～500℃，再在温度为490℃～500℃和压力为1MPa～1.5MPa下保温1min～3min，目的是将Cu/Mg界面多余的共晶液相挤出钎缝，以提高接头性能。
本发明的优点：
一、本发明提出了一种加入固相Cu中间层，利用接触反应钎焊镁合金和铝合金的方法，能够克服镁合金和铝合金直接接触生成大量金属间化合物的问题，得到力学性能较好的接头，对扩展镁合金和铝合金复合结构的应用领域具有较大的现实意义；
二、采用Cu做中间层，利用接触反应实现镁合金和铝合金的连接，成功避免了Mg-Al系金属间化合物的生成；
三、相对于传统钎焊方法配制低熔点钎料，本发明采用廉价的Cu做中间层，钎焊的成本降低；
四、利用Al和Cu共晶反应产生的共晶液相将破碎的铝氧化膜包围、漂浮并挤出钎缝，即利用Al-Cu接触反应的“自清洁”作用去除铝氧化膜，无需使用钎剂即可实现共晶液相的反应铺展；
五、采用本发明的工艺参数可以平衡Mg/Cu和Al/Cu之间反应程度的差异，进而形成Mg/Cu/Al可靠接头；
六、采用本发明方法完成的镁合金与铝合金焊接，接头强度为31.2MPa～43.7MPa。
本发明可获得一种连接镁合金与铝合金的方法。
附图说明
图1为实施例一制备的焊接后的镁合金与铝合金的接头焊缝SEM图，图1中1为Mg层，2为Cu层，3为Al层。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种连接镁合金与铝合金的方法是按以下步骤完成的：
一、中间层预处理：使用800#砂纸将中间层的表面打磨至光亮，再将表面光亮的中间层置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗5min～10min，取出后晾干，得到处理后的中间层；
步骤一中所述的中间层为紫铜或α黄铜；
二、镁合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将镁合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的镁合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，得到处理后的镁合金；
三、铝合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将铝合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的铝合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，再浸入到温度为60℃～80℃的碱液中1min～2min，取出后再浸入到温度为30℃～50℃的酸液中1min～5min，再使用蒸馏水清洗3次～5次，再在温度为40℃～60℃下干燥0.5h～1h，得到处理后铝合金；
步骤三中所述的碱液为质量分数为8％～20％的NaOH溶液；
步骤三中所述的酸液为质量分数为8％～20％的HNO3溶液；
四、将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa～10-2Pa，再以20℃/min～30℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至475℃～485℃，再在温度为475℃～485℃、脉冲压力为2MPa～5MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；再将真空钎焊炉以20℃/min～30℃/min的升温速率从475℃～485℃升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为0.5MPa～1MPa的条件下保温3min～5min；再将真空钎焊炉以5℃/min～10℃/min的降温速率从570℃～575℃降温至560℃～565℃，再在温度为560℃～565℃和压力为0.3MPa～0.5MPa下保温10min～15min；再将真空钎焊炉以15℃/min～20℃/min的降温速率从560℃～565℃降温至490℃～500℃，再在温度为490℃～500℃和压力为1MPa～1.5MPa下保温1min～3min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
本实施方式的原理：
根据相图及扩散理论计算可知，镁和铜共晶反应温度为487℃，铝和铜的共晶反应温度为548℃，两个反应温度相差61℃，且中间层元素Cu在镁合金中的扩散速度是在铝合金中的100倍左右，这就使得Cu与镁合金的反应速率远大于Cu与铝合金的反应速率。另外，铝合金表面有一层较薄但致密的氧化膜，因此本实施方式采取特定的工艺参数：在温度为475℃～485℃、脉冲压力为2MPa～5MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；此时接触反应并未发生，目的是通过机械外力使铝合金氧化薄膜破碎，露出母材新鲜表面；之后快速升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为0.5MPa～1MPa的条件下保温3min～5min；高温短时保温的目的是在适当的压力下促进Cu与铝合金的扩散反应，使Cu/Al界面出现少量液相，而又避免Cu与镁合金长时间的剧烈反应；随后降温至560℃～565℃，再在温度为560℃～565℃和压力为0.3MPa～0.5MPa下保温10min～15min，此过程是扩散反应进行的主要过程，为避免母材在高温下发生蠕变，故施加小压力；最后降温至490℃～500℃，再在温度为490℃～500℃和压力为1MPa～1.5MPa下保温1min～3min，目的是将Cu/Mg界面多余的共晶液相挤出钎缝，以提高接头性能。
本实施方式的优点：
一、本实施方式提出了一种加入固相Cu中间层，利用接触反应钎焊镁合金和铝合金的方法，能够克服镁合金和铝合金直接接触生成大量金属间化合物的问题，得到力学性能较好的接头，对扩展镁合金和铝合金复合结构的应用领域具有较大的现实意义；
二、采用Cu做中间层，利用接触反应实现镁合金和铝合金的连接，成功避免了Mg-Al系金属间化合物的生成；
三、相对于传统钎焊方法配制低熔点钎料，本实施方式采用廉价的Cu做中间层，钎焊的成本降低；
四、利用Al和Cu共晶反应产生的共晶液相将破碎的铝氧化膜包围、漂浮并挤出钎缝，即利用Al-Cu接触反应的“自清洁”作用去除铝氧化膜，无需使用钎剂即可实现共晶液相的反应铺展；
五、采用本实施方式的工艺参数可以平衡Mg/Cu和Al/Cu之间反应程度的差异，进而形成Mg/Cu/Al可靠接头；
六、采用本实施方式方法完成的镁合金与铝合金焊接，接头强度为31.2MPa～43.7MPa。
本实施方式可获得一种连接镁合金与铝合金的方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的紫铜的纯度大于99.9％。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的α黄铜中Zn含量小于35％。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的中间层的尺寸为8mm×8mm，厚度为100μm～200μm。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的镁合金为AZ31B镁合金。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三中所述的铝合金为ZL108铝合金。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的碱液为质量分数为10％的NaOH溶液。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三中所述的酸液为质量分数为10％的HNO3溶液。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤四中将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa，再以25℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至480℃，再在温度为480℃、脉冲压力为3MPa和脉冲频率为0.5Hz的条件下保温10min；再将真空钎焊炉以25℃/min的升温速率从480℃升温至570℃，再在温度为570℃和压力为1MPa的条件下保温5min；再将真空钎焊炉以8℃/min的降温速率从570℃降温至560℃，再在温度为560℃和压力为0.5MPa下保温15min；再将真空钎焊炉以15℃/min的降温速率从560℃降温至490℃，再在温度为490℃和压力为1.5MPa下保温1min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤四中将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa，再以20℃/min～25℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至475℃～480℃，再在温度为475℃～480℃、脉冲压力为2MPa～3MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；再将真空钎焊炉以20℃/min～30℃/min的升温速率从475℃～480℃升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为1MPa的条件下保温3min～5min；再将真空钎焊炉以5℃/min～10℃/min的降温速率从570℃～575℃降温至560℃，再在温度为560℃和压力为0.5MPa下保温10min～15min；再将真空钎焊炉以15℃/min～20℃/min的降温速率从560℃～565℃降温至490℃，再在温度为490℃和压力为1.5MPa下保温1min～3min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种连接镁合金与铝合金的方法，是按以下步骤完成的：
一、中间层预处理：使用800#砂纸将中间层的表面打磨至光亮，再将表面光亮的中间层置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗5min～10min，取出后晾干，得到处理后的中间层；
步骤一中所述的中间层为紫铜；所述的紫铜的纯度大于99.9％；所述的中间层的尺寸为8mm×8mm，厚度为100μm；
二、镁合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将镁合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的镁合金置于丙酮中，再在超声功率为100W下超声清洗10min，取出后晾干，得到处理后的镁合金；
步骤二中所述的镁合金为AZ31B镁合金；
三、铝合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将铝合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的铝合金置于丙酮中，再在超声功率为100W下超声清洗10min，取出后晾干，再浸入到温度为70℃的碱液中2min，取出后再浸入到温度为40℃的酸液中2min，再使用蒸馏水清洗4次，再在温度为60℃下干燥1h，得到处理后铝合金；
步骤三中所述的铝合金为ZL108铝合金；
步骤三中所述的碱液为质量分数为10％的NaOH溶液；
步骤三中所述的酸液为质量分数为10％的HNO3溶液；
四、将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa，再以25℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至480℃，再在温度为480℃、脉冲压力为3MPa和脉冲频率为0.5Hz的条件下保温10min；再将真空钎焊炉以25℃/min的升温速率从480℃升温至570℃，再在温度为570℃和压力为1MPa的条件下保温5min；再将真空钎焊炉以8℃/min的降温速率从570℃降温至560℃，再在温度为560℃和压力为0.5MPa下保温15min；再将真空钎焊炉以15℃/min的降温速率从560℃降温至490℃，再在温度为490℃和压力为1.5MPa下保温1min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
图1为实施例一制备的焊接后的镁合金与铝合金的接头焊缝SEM图，图1中1为Mg层，2为Cu层，3为Al层。
从图1可知，焊接后的镁合金与铝合金的界面结合紧密，焊接效果良好。
实施例一中焊接后的镁合金和铝合金的连接质量很好，接头强度为43.7MPa。
Claims (10)
1.一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于一种连接镁合金与铝合金的方法是按以下步骤完成的：
一、中间层预处理：使用800#砂纸将中间层的表面打磨至光亮，再将表面光亮的中间层置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗5min～10min，取出后晾干，得到处理后的中间层；
步骤一中所述的中间层为紫铜或α黄铜；
二、镁合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将镁合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的镁合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，得到处理后的镁合金；
三、铝合金预处理：依次使用240#砂纸、400#砂纸、600#砂纸、800#砂纸和1200#砂纸将铝合金的表面打磨至光亮，再将表面光亮的铝合金置于丙酮中，再在超声功率为100W～120W下超声清洗10min～15min，取出后晾干，再浸入到温度为60℃～80℃的碱液中1min～2min，取出后再浸入到温度为30℃～50℃的酸液中1min～5min，再使用蒸馏水清洗3次～5次，再在温度为40℃～60℃下干燥0.5h～1h，得到处理后铝合金；
步骤三中所述的碱液为质量分数为8％～20％的NaOH溶液；
步骤三中所述的酸液为质量分数为8％～20％的HNO3溶液；
四、将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa～10-2Pa，再以20℃/min～30℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至475℃～485℃，再在温度为475℃～485℃、脉冲压力为2MPa～5MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；再将真空钎焊炉以20℃/min～30℃/min的升温速率从475℃～485℃升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为0.5MPa～1MPa的条件下保温3min～5min；再将真空钎焊炉以5℃/min～10℃/min的降温速率从570℃～575℃降温至560℃～565℃，再在温度为560℃～565℃和压力为0.3MPa～0.5MPa下保温10min～15min；再将真空钎焊炉以15℃/min～20℃/min的降温速率从560℃～565℃降温至490℃～500℃，再在温度为490℃～500℃和压力为1MPa～1.5MPa下保温1min～3min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
2.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤一中所述的紫铜的纯度大于99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤一中所述的α黄铜中Zn含量小于35％。
4.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤一中所述的中间层的尺寸为8mm×8mm，厚度为100μm～200μm。
5.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤二中所述的镁合金为AZ31B镁合金。
6.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤三中所述的铝合金为ZL108铝合金。
7.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤三中所述的碱液为质量分数为10％的NaOH溶液。
8.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤三中所述的酸液为质量分数为10％的HNO3溶液。
9.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤四中将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa，再以25℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至480℃，再在温度为480℃、脉冲压力为3MPa和脉冲频率为0.5Hz的条件下保温10min；再将真空钎焊炉以25℃/min的升温速率从480℃升温至570℃，再在温度为570℃和压力为1MPa的条件下保温5min；再将真空钎焊炉以8℃/min的降温速率从570℃降温至560℃，再在温度为560℃和压力为0.5MPa下保温15min；再将真空钎焊炉以15℃/min的降温速率从560℃降温至490℃，再在温度为490℃和压力为1.5MPa下保温1min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
10.根据权利要求1所述的一种连接镁合金与铝合金的方法，其特征在于步骤四中将处理后的铝合金、处理后的中间层和处理后的镁合金自下而上进行装配，得到装配件；将装配件置于真空钎焊炉中，再将真空钎焊炉进行抽真空至真空钎焊炉的真空度为10-3Pa，再以20℃/min～25℃/min的升温速率将真空钎焊炉从室温升温至475℃～480℃，再在温度为475℃～480℃、脉冲压力为2MPa～3MPa和脉冲频率为0.3Hz～0.5Hz的条件下保温5min～10min；再将真空钎焊炉以20℃/min～30℃/min的升温速率从475℃～480℃升温至570℃～575℃，再在温度为570℃～575℃和压力为1MPa的条件下保温3min～5min；再将真空钎焊炉以5℃/min～10℃/min的降温速率从570℃～575℃降温至560℃，再在温度为560℃和压力为0.5MPa下保温10min～15min；再将真空钎焊炉以15℃/min～20℃/min的降温速率从560℃～565℃降温至490℃，再在温度为490℃和压力为1.5MPa下保温1min～3min；最后随炉冷却至室温，得到焊接后的镁合金与铝合，即完成一种连接镁合金与铝合金的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610457754.9A CN105965121B (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种连接镁合金与铝合金的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610457754.9A CN105965121B (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种连接镁合金与铝合金的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105965121A true CN105965121A (zh) | 2016-09-28 |
| CN105965121B CN105965121B (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=57022888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610457754.9A Active CN105965121B (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种连接镁合金与铝合金的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105965121B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950508A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 河北工业大学 | 一种含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头及其制备方法 |
| CN111482731A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-04 | 湖南翰坤实业有限公司 | 一种金属焊接材料的制备方法及其应用 |
| CN112589251A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金与异种金属非真空扩散焊接方法 |
| CN112743083A (zh) * | 2019-10-30 | 2021-05-04 | 同济大学 | Cu钎料增强界面的铝/镁/铝复合板及粉末热压制备方法 |
| CN112872528A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 异种金属超声波辅助共晶反应钎焊方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0377777A (ja) * | 1989-04-03 | 1991-04-03 | Nippon Steel Corp | ハニカム構造体のロウ付け方法 |
| JPH04228534A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-08-18 | Sky Alum Co Ltd | ブレージングシート用芯材 |
| CN103372710A (zh) * | 2012-04-14 | 2013-10-30 | 兰州理工大学 | 镁、铝异种金属冷金属过渡熔-钎焊连接方法 |
| CN104439590A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 中国矿业大学 | 一种6061铝合金和az31b镁合金的钎焊工艺 |
| CN105562956A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-05-11 | 东北大学 | 一种适用于镁铝异种合金钎焊的钎料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-06-22 CN CN201610457754.9A patent/CN105965121B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0377777A (ja) * | 1989-04-03 | 1991-04-03 | Nippon Steel Corp | ハニカム構造体のロウ付け方法 |
| JPH04228534A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-08-18 | Sky Alum Co Ltd | ブレージングシート用芯材 |
| CN103372710A (zh) * | 2012-04-14 | 2013-10-30 | 兰州理工大学 | 镁、铝异种金属冷金属过渡熔-钎焊连接方法 |
| CN104439590A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 中国矿业大学 | 一种6061铝合金和az31b镁合金的钎焊工艺 |
| CN105562956A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-05-11 | 东北大学 | 一种适用于镁铝异种合金钎焊的钎料及其制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950508A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 河北工业大学 | 一种含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头及其制备方法 |
| CN112743083A (zh) * | 2019-10-30 | 2021-05-04 | 同济大学 | Cu钎料增强界面的铝/镁/铝复合板及粉末热压制备方法 |
| CN111482731A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-04 | 湖南翰坤实业有限公司 | 一种金属焊接材料的制备方法及其应用 |
| CN112589251A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金与异种金属非真空扩散焊接方法 |
| CN112872528A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 异种金属超声波辅助共晶反应钎焊方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105965121B (zh) | 2018-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105965121A (zh) | 一种连接镁合金与铝合金的方法 | |
| CN103658904B (zh) | 一种钨铜复合块真空钎焊连接工艺 | |
| CN101745736B (zh) | 铜合金与不锈钢的扩散焊方法 | |
| CN102489813B (zh) | 钼铜合金与不锈钢的真空活性钎焊工艺 | |
| CN100376353C (zh) | 碳碳复合材料与钛合金焊接方法 | |
| CN105108272B (zh) | 一种异种金属焊接的方法和装置 | |
| CN101954551B (zh) | 一种钼铜合金与奥氏体不锈钢焊接的钎料及工艺 | |
| CN104439590B (zh) | 一种6061铝合金和az31b镁合金的钎焊工艺 | |
| CN101214569A (zh) | 泡沫铝的钎焊方法 | |
| CN110682029B (zh) | 一种石墨与不锈钢的接触反应用活性连接剂及钎焊方法 | |
| CN104084658A (zh) | 一种镁合金与钢的接触反应扩散钎焊连接方法 | |
| CN105234555A (zh) | 一种超声波辅助过渡液相连接方法 | |
| CN111347147B (zh) | 一种钨与热沉材料的热等静压连接方法 | |
| CN100519032C (zh) | 低温钎焊铝合金获得高温使用性能焊接接头的方法 | |
| CN105331955A (zh) | 一种钛合金表面处理工艺 | |
| CN104400237A (zh) | 一种多物理场辅助异种金属材料的焊接方法 | |
| CN101992331B (zh) | 超级镍叠层材料与Cr18-Ni8不锈钢的真空钎焊工艺 | |
| CN103801783B (zh) | 高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料固液两相区钎焊方法 | |
| CN102284758B (zh) | 镁合金与铝合金异质非真空机械强迫旋转半固态钎焊方法 | |
| CN105269105A (zh) | 一种声-热耦合形成颗粒增强焊缝的高硅铝合金焊接方法 | |
| CN105921839A (zh) | 一种可伐合金与陶瓷材料超声钎焊方法 | |
| CN102699571A (zh) | 一种用于石墨基复合材料连接的中温钎料及其制备方法 | |
| CN105694614A (zh) | 船舶用铝钢板的焊接方法、涂料制备方法及铝钢板 | |
| CN109773294A (zh) | 一种铝合金与镁合金的超声辅助半固态焊接方法 | |
| CN102744482A (zh) | 一种真空钎焊装置以及使用该装置钎焊铝合金工件的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191230 Address after: 315000 No.98, Huiming Road, Fenghua District, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee after: Ningbo Haite technology transfer Co.,Ltd. Address before: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Patentee before: Harbin Institute of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200622 Address after: Room 701, building 003, 21, 22, 23, building 10, Lane 299, Guanghua Road, hi tech Zone, Ningbo, Zhejiang Province Patentee after: Ningbo Meicheng Information Technology Co.,Ltd. Address before: 315000 No.98, Huiming Road, Fenghua District, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee before: Ningbo Haite technology transfer Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231113 Address after: Room 2401-6, No. 109 Caodi Road, Danghu Street, Pinghu City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314000 Patentee after: Jiaxing Bincheng IoT Technology Co.,Ltd. Address before: 315000 room 701, building 003, No.21, 22, 23, building 10, Lane 299, Guanghua Road, high tech Zone, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee before: Ningbo Meicheng Information Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |