CN106216875B - 一种高性能铝基复合钎料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能铝基复合钎料的制备方法，包括以下步骤：S1、制备中间合金液：首先将12‑15份Al、7‑9份Si和6‑9份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融。本发明具有低熔点、润湿性高和抗拉强度高的优点，很好的集低熔点、润湿性高和抗拉强度高于一身，提高了钎焊材料的实用性，并且通过在配方中添加Y和Ce，达到细化晶粒和改变组织的分布状态的效果，提高了钎焊接头的机械性能和抗腐蚀性，再通过在配方中添加Cu和Ni，达到降低了钎料熔点的效果，且使得钎料具有较窄的结晶区间，有利于避免母材过烧，同时还具有很好的润湿性以及较高的抗拉强度。

Description

一种高性能铝基复合钎料的制备方法

技术领域

本发明涉及钎焊材料技术领域，具体为一种高性能铝基复合钎料的制备方法。

背景技术

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在0.01～0.1毫米之间。

钎焊时所使用的钎焊材料从含镉材料到绿色无污染的材料，完成了一次重大的进步，但现有材料无法将焊料的低熔点、润湿性和抗拉强度完美的集于一身，使得钎焊材料或是熔点高，不适用，或是润湿性低，导致流动性差，或是抗拉强度差，使得钎焊材料在钎焊时容易断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能铝基复合钎料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能铝基复合钎料，包括主料和配料：

所述主料由以下原料组成：Al 12-15份、Si 7-9份、Ge 6-9份；

所述配料由以下原料组成：Y 2-5份、Ce 3-5份、Co 3-6份、B 1-3份、 Ag 7-9份、Bi2-4份、In 5-7份、Zn 4-6份、Cu 3-4份、Ni 2-6份。

优选的，一种高性能铝基复合钎料，包括主料和配料：

所述主料由以下原料组成：Al 12份、Si 7份、Ge 6份；

所述配料由以下原料组成：Y 2份、Ce 3份、Co 3份、B 1份、Ag 7份、 Bi 2份、In 5份、Zn 4份、Cu 3份、Ni 2份。

优选的，一种高性能铝基复合钎料，包括主料和配料：

所述主料由以下原料组成：Al 14份、Si 8份、Ge 7.5份；

所述配料由以下原料组成：Y 3.5份、Ce 4份、Co 4.5份、B 2份、Ag 8 份、Bi 3份、In 6份、Zn 5份、Cu 3.5份、Ni 4份。

优选的，一种高性能铝基复合钎料，包括主料和配料：

所述主料由以下原料组成：Al 15份、Si 9份、Ge 9份；

所述配料由以下原料组成：Y 5份、Ce 5份、Co 6份、B 3份、Ag 9份、 Bi 4份、In 7份、Zn 6份、Cu 4份、Ni 6份。

一种高性能铝基复合钎料的制备方法包括以下步骤：

S1、制备中间合金液：首先将12-15份Al、7-9份Si和6-9份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融，再将熔融状态的12-15份Al、7-9份Si和6-9份Ge导入同一容器内并混合均匀，并持续加热保持熔融状态，获得中间合金液；

S2、制备稀土合金液：将2-5份Y和3-5份Ce分别放在一千五百二十二摄氏度的高温环境下和七百九十八摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的2-5份Y和3-5份Ce混合均匀并一直保持在熔融状态下，获得稀土合金液；

S3、制备第一配料合金液：将3-6份Co和1-3份B放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行熔融，并在完全熔融后进行搅拌，搅拌十到十五分钟，停止搅拌后继续加热，从而获得第一配料合金液；

S4、制备第二配料合金液：将7-9份Ag、2-4份Bi、5-7份In和4-6份 Zn分别放在九百六十二摄氏度的温度环境下、二百七十二摄氏度的温度环境下、一百五十七摄氏度的温度环境下和四百二十摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的7-9份Ag、2-4份Bi、5-7份In和4-6份Zn进行混合，并充分搅拌，搅拌完成后持续加热，获得第二配料合金液；

S5、制备半成品：将中间合金液、稀土合金液、第一配料合金液和第二配料合金液以质量比3:1:0.7:1.2的比例进行混合，并进行搅拌三十到五十分钟，并在搅拌过程中持续加热，搅拌完成后，待混合液冷却，获得半成品；

S6、制备成品：在酸性溶液中，将3-4份Cu作为阳极，半成品为阴极，进行电泳，将3-4份Cu电镀到半成品的表面，完成后再将2-6份Ni作为阳极，完成初步电镀的半成品作为阴极，进行二次电镀，将2-6份Ni电镀到完成初步电镀的半成品的表面，完成后，获得成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种高性能铝基复合钎料的制备方法，该高性能铝基复合钎料具有低熔点、润湿性高和抗拉强度高的优点，很好的集低熔点、润湿性高和抗拉强度高于一身，提高了钎焊材料的实用性，并且通过在配方中添加Y 和Ce，达到细化晶粒和改变组织的分布状态的效果，并且不改变钎料的电极电位，但却提高了钎焊接头的机械性能和抗腐蚀性，还通过在配方中添加Co 和B，达到增加钎料高强韧性的效果，再通过在配方中添加Ag、Bi、In和Zn，形成低温共晶，达到降低钎料熔点的效果，再通过在配方中添加Cu和Ni，达到降低了钎料熔点的效果，且使得钎料具有较窄的结晶区间，有利于避免母材过烧，提高钎焊质量，同时还具有很好的润湿性以及较高的抗拉强度。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种高性能铝基复合钎料的制备方法包括以下步骤：

S1、制备中间合金液：首先将12份Al、7份Si和6份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融，再将熔融状态的12份Al、7份Si和6份Ge导入同一容器内并混合均匀，并持续加热保持熔融状态，获得中间合金液；

S2、制备稀土合金液：将2份Y和3份Ce分别放在一千五百二十二摄氏度的高温环境下和七百九十八摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的2份Y和3份Ce混合均匀并一直保持在熔融状态下，获得稀土合金液；

S3、制备第一配料合金液：将3份Co和1份B放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行熔融，并在完全熔融后进行搅拌，搅拌十到十五分钟，停止搅拌后继续加热，从而获得第一配料合金液；

S4、制备第二配料合金液：将7份Ag、2份Bi、5份In和4份Zn分别放在九百六十二摄氏度的温度环境下、二百七十二摄氏度的温度环境下、一百五十七摄氏度的温度环境下和四百二十摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的7份Ag、2份Bi、5份In和4份Zn进行混合，并充分搅拌，搅拌完成后持续加热，获得第二配料合金液；

S5、制备半成品：将中间合金液、稀土合金液、第一配料合金液和第二配料合金液以质量比3:1:0.7:1.2的比例进行混合，并进行搅拌三十到五十分钟，并在搅拌过程中持续加热，搅拌完成后，待混合液冷却，获得半成品；

S6、制备成品：在酸性溶液中，将3份Cu作为阳极，半成品为阴极，进行电泳，将3份Cu电镀到半成品的表面，完成后再将2份Ni作为阳极，完成初步电镀的半成品作为阴极，进行二次电镀，将2份Ni电镀到完成初步电镀的半成品的表面，完成后，获得成品。

实施例二

一种高性能铝基复合钎料的制备方法包括以下步骤：

S1、制备中间合金液：首先将14份Al、8份Si和7.5份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融，再将熔融状态的14份Al、8份Si和7.5份Ge导入同一容器内并混合均匀，并持续加热保持熔融状态，获得中间合金液；

S2、制备稀土合金液：将3.5份Y和4份Ce分别放在一千五百二十二摄氏度的高温环境下和七百九十八摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的3.5份Y和4份Ce混合均匀并一直保持在熔融状态下，获得稀土合金液；

S3、制备第一配料合金液：将4.5份Co和2份B放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行熔融，并在完全熔融后进行搅拌，搅拌十到十五分钟，停止搅拌后继续加热，从而获得第一配料合金液；

S4、制备第二配料合金液：将8份Ag、3份Bi、6份In和5份Zn分别放在九百六十二摄氏度的温度环境下、二百七十二摄氏度的温度环境下、一百五十七摄氏度的温度环境下和四百二十摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的8份Ag、3份Bi、6份In和5份Zn进行混合，并充分搅拌，搅拌完成后持续加热，获得第二配料合金液；

S5、制备半成品：将中间合金液、稀土合金液、第一配料合金液和第二配料合金液以质量比3:1:0.7:1.2的比例进行混合，并进行搅拌三十到五十分钟，并在搅拌过程中持续加热，搅拌完成后，待混合液冷却，获得半成品；

S6、制备成品：在酸性溶液中，将3.5份Cu作为阳极，半成品为阴极，进行电泳，将3.5份Cu电镀到半成品的表面，完成后再将4份Ni作为阳极，完成初步电镀的半成品作为阴极，进行二次电镀，将4份Ni电镀到完成初步电镀的半成品的表面，完成后，获得成品。

实施例三

一种高性能铝基复合钎料的制备方法包括以下步骤：

S1、制备中间合金液：首先将15份Al、9份Si和9份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融，再将熔融状态的15份Al、9份Si和9份Ge导入同一容器内并混合均匀，并持续加热保持熔融状态，获得中间合金液；

S2、制备稀土合金液：将5份Y和5份Ce分别放在一千五百二十二摄氏度的高温环境下和七百九十八摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的5份Y和5份Ce混合均匀并一直保持在熔融状态下，获得稀土合金液；

S3、制备第一配料合金液：将6份Co和1-3份B放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行熔融，并在完全熔融后进行搅拌，搅拌十到十五分钟，停止搅拌后继续加热，从而获得第一配料合金液；

S4、制备第二配料合金液：将9份Ag、4份Bi、7份In和6份Zn分别放在九百六十二摄氏度的温度环境下、二百七十二摄氏度的温度环境下、一百五十七摄氏度的温度环境下和四百二十摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的9份Ag、4份Bi、7份In和6份Zn进行混合，并充分搅拌，搅拌完成后持续加热，获得第二配料合金液；

S5、制备半成品：将中间合金液、稀土合金液、第一配料合金液和第二配料合金液以质量比3:1:0.7:1.2的比例进行混合，并进行搅拌三十到五十分钟，并在搅拌过程中持续加热，搅拌完成后，待混合液冷却，获得半成品；

S6、制备成品：在酸性溶液中，将4份Cu作为阳极，半成品为阴极，进行电泳，将4份Cu电镀到半成品的表面，完成后再将6份Ni作为阳极，完成初步电镀的半成品作为阴极，进行二次电镀，将6份Ni电镀到完成初步电镀的半成品的表面，完成后，获得成品。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种高性能铝基复合钎料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备中间合金液：首先将12-15份Al、7-9份Si和6-9份Ge分别放在三个容器内加热至六百六十摄氏度、一千四百二十摄氏度和九百四十摄氏度进行熔融，再将熔融状态的12-15份Al、7-9份Si和6-9份Ge导入同一容器内并混合均匀，并持续加热保持熔融状态，获得中间合金液；

S2、制备稀土合金液：将2-5份Y和3-5份Ce分别放在一千五百二十二摄氏度的高温环境下和七百九十八摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的2-5份Y和3-5份Ce混合均匀并一直保持在熔融状态下，获得稀土合金液；

S3、制备第一配料合金液：将3-6份Co和1-3份B放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行熔融，并在完全熔融后进行搅拌，搅拌十到十五分钟，停止搅拌后继续加热，从而获得第一配料合金液；

S4、制备第二配料合金液：将7-9份Ag、2-4份Bi、5-7份In和4-6份Zn分别放在九百六十二摄氏度的温度环境下、二百七十二摄氏度的温度环境下、一百五十七摄氏度的温度环境下和四百二十摄氏度的温度环境下进行熔融，并将熔融状态下的7-9份Ag、2-4份Bi、5-7份In和4-6份Zn进行混合，并充分搅拌，搅拌完成后持续加热，获得第二配料合金液；

S5、制备半成品：将中间合金液、稀土合金液、第一配料合金液和第二配料合金液以质量比3:1:0.7:1.2的比例进行混合，并进行搅拌三十到五十分钟，并在搅拌过程中持续加热，搅拌完成后，待混合液冷却，获得半成品；

S6、制备成品：在酸性溶液中，将3-4份Cu作为阳极，半成品为阴极，进行电泳，将3-4份Cu电镀到半成品的表面，完成后再将2-6份Ni作为阳极，完成初步电镀的半成品作为阴极，进行二次电镀，将2-6份Ni电镀到完成初步电镀的半成品的表面，完成后，获得成品。