CN106002001A - 一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法 - Google Patents

一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法，属于抑爆剂制备技术领域。针对目前制备的镁合金薄带钎料由于自身线膨胀系数较大，在焊接过程中易于变形，产生较大的热应力，易于产生热裂纹的问题，通过将粉煤灰熔融后，通过玻璃棒引丝并吹散制备粉煤灰纤维，随后将粉煤灰与镁合金复配，通过粉煤灰纤维自身耐热性能优异，且在作为钎料时，可降低合金钎料自身膨胀系数，使其在焊接过程中具有很好的热稳定性，焊接无裂纹产生，本发制备的镁合金薄带钎料热膨胀系数较低，在20～100℃下，热膨胀系数为18×l0‑5～19×l0‑5℃‑1，且制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。

Description

一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法
技术领域
本发明涉及一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法，属于钎料制备技术领域。
背景技术
钎焊作为材料连接方法中的一种，是当今高技术中一项精密的连接技术，在许多行业得到广泛的应用。相对于熔焊与压焊，钎焊具有独特的优点：钎焊加热温度一般远低于母材的熔点，因而对母材的物理化学性能通常没有明显的不利影响；钎焊温度低，可对焊件整体均匀加热，引起的应力和变形小，容易保证焊件的尺寸精度；有对焊件整体加热的可能性，使钎焊可以用于结构复杂、开敞性差的焊件，并可一次完成多缝多零件的连接；容易实现异种金属、金属与非金属材料的连接；对热源要求较低，工艺过程较简单。因此制备镁合金钎焊接头具有广阔的应用前景。
由于镁合金有具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点使其在航空航天，汽车制造等领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。但由于镁合金晶体结构为密排六方晶格，密度约为1.7389/cm，熔点约500℃～680℃，在0℃～100℃时平均线膨胀系数为26.8×l0-5℃-1。由于镁合金的低密度和低熔点，热导率、电导率及热膨胀系数大，化学活性强，易氧化且氧化物的熔点高等特点，使镁合金在焊接过程中，由于自身线膨胀系数较大，在焊接过程中易于变形，产生较大的热应力，易于产生热裂纹，所以制备一种低膨胀性镁合金薄带钎料很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前制备的镁合金薄带钎料由于自身线膨胀系数较大，在焊接过程中易于变形，产生较大的热应力，易于产生热裂纹的问题，提供了一种通过将粉煤灰熔融后，通过玻璃棒引丝并吹散制备粉煤灰纤维，随后将粉煤灰与镁合金复配，通过粉煤灰纤维自身耐热性能优异，且在作为钎料时，可降低合金钎料自身膨胀系数，使其在焊接过程中具有很好的热稳定性，焊接无裂纹产生，有效的解决了镁合金钎料焊接过程中易于变形，产生较大的热应力，易于产生热裂纹的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在5～10MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在780～850℃下熔融1～2h，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出后，经10～15MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；
（2）将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为1～2cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在150～200℃下干燥25～30min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量45～50份Mg、5～10份Zn、1～2份Mn、15～20份Al和25～30份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨2～3h后，制备得混合粉末；
（3）将上述制备的混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在650～700℃下熔融1～2h后，按60～80r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合10～15min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融1～2h；
（4）待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为25～30m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。
本发明的应用方法是：将上述制备的镁合金薄带钎料切成长50cm，宽10cm的试件，随后将焊接物表面用400#砂纸磨平，打磨时尽量朝着一个方向，去掉其表面的氧化层后，用乙醇将磨好的样品擦干净，随后将切好的钎料夹在两块搭接的镁合金试件之间，进行焊接处理。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发制备的镁合金薄带钎料热膨胀系数较低，在20～100℃下，热膨胀系数为18×l0-5～19×l0-5℃-1；
（2）本发明制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。
具体实施方式
首先按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在5～10MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在780～850℃下熔融1～2h后，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出，经10～15MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为1～2cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在150～200℃下干燥25～30min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量45～50份Mg、5～10份Zn、1～2份Mn、15～20份Al和25～30份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨2～3h后，制备得混合粉末；按质量比1:5，将上述制备的混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在650～700℃下熔融1～2h后，按60～80r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合10～15min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融1～2h；待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为25～30m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。
实例1
首先按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在5MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在780℃下熔融1h后，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出，经10MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为1cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在150℃下干燥25min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量45份Mg、5份Zn、1份Mn、15份Al和25份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨2h后，制备得混合粉末；将上述制备的混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在650℃下熔融1h后，按60r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合10min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融1h；待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为25m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。
实例2
首先按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在8MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在800℃下熔融1.5h后，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出，经12MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为1cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在180℃下干燥28min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量48份Mg、8份Zn、1份Mn、18份Al和28份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨2h后，制备得混合粉末；将上述制备的混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在680℃下熔融1h后，按70r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合12min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融1.5h；待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为28m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。
实例3
首先按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在10MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在850℃下熔融2h后，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出，经15MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为2cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在200℃下干燥30min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量50份Mg、10份Zn、2份Mn、20份Al和30份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨3h后，制备得混合粉末；将上述制备混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在700℃下熔融2h后，按80r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合15min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融2h；待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为30m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。

Claims (1)

1.一种废弃粉煤灰改性制备镁合金薄带钎料的方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:10，将粉煤灰与去离子水搅拌混合并置于不锈钢模具中，在5～10MPa下压制成型，随后将其置于电阻炉中，在780～850℃下熔融1～2h后，将熔融粉煤灰用玻璃棒引出，经10～15MPa高压喷枪将其吹散，即可制备得粉煤灰纤维；
（2）将上述制备的粉煤灰纤维铺放至坩埚底部，控制铺放厚度为1～2cm，待铺放结束后，将坩埚置于电阻炉中，在150～200℃下干燥25～30min，制备得干燥粉煤灰纤维，随后按重量份数计，分别称量45～50份Mg、5～10份Zn、1～2份Mn、15～20份Al和25～30份干燥粉煤灰纤维置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，球磨2～3h后，制备得混合粉末；
（3）将上述制备的混合粉末置于坩埚中，随后将坩埚置于电阻炉中，在650～700℃下熔融1～2h后，按60～80r/min速度，用玻璃棒顺时针搅拌合金熔融液，搅拌混合10～15min后，收集坩埚边缘杂质，随后继续保温熔融1～2h；
（4）待熔融完成后，将熔融合金体移入单棍甩带炉中的高速旋转的铜辊表面，控制铜辊转速为25～30m/s，真空度为0.5Pa，待甩带完成后，关闭调速系统，随后收集薄带熔融钎料，静置冷却至室温后，即可制备得一种废弃粉煤灰改性制备的镁合金薄带钎料。
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