CN106984915A - 一种含Sn的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用 - Google Patents

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李萍
陈君
王要利
朱利敏
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刘海洋
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Abstract

本发明涉及一种含Sn的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用，属于镁合金焊接连接技术领域。本发明的含Sn的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：32～34％的Al，1～3％的Zn，4～6％的Sn，余量为Mg。本发明的含Sn的镁合金钎焊钎料加入了Sn，可进一步降低钎料熔化温度，细化钎料合金晶粒尺寸，改善钎料活性和润湿性，提高钎焊接头强度。本发明的镁合金钎焊钎料对AZ31B薄板(3mm厚)进行炉中钎焊，其接头抗剪强度为30‑36MPa，抗拉强度为40‑46MPa，综合性能良好，在镁合金的焊接连接中有着广阔的应用前景。

Description

一种含Sn的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及一种含Sn的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用，属于镁合金焊接连接技术领域。
背景技术
作为工业中可应用的最轻的金属结构材料，镁合金具有密度低、比强度比刚度高、导电导热性好、阻尼减振性能优异、电磁屏蔽效果佳、机械加工性能好、易回收等优点，在航空航天、国防军工、汽车制造、电子产品等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。由于产品轻量化的需求，迫切需要对应用广泛的一些镁合金进行钎焊，这就需要对镁合金钎焊所需的钎料进行研究和开发。
但是，目前已获得商业化应用的镁合金钎焊钎料品种较少，且存在一些问题和不足，如含有贵重元素，导致钎料成本较高；熔化温度过高，导致钎焊温度过高；适用范围较窄，并不适于钎焊广泛应用的Mg-Al系、Mg-Zn系等镁合金。因此，研究和开发制备工艺简单、合金成本低、钎焊工艺性能优良、接头综合性能良好的钎料，就成为镁合金结构件焊接连接制造中急需解决的关键技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含Sn的镁合金钎焊钎料，其钎焊性能优良。
本发明还提供上述镁合金钎焊材料的制备方法，该方法工艺简单，适宜于工业化生产。
本发明还提供上述镁合金钎焊材料的应用。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种含Sn的镁合金钎焊钎料，主要由以下质量百分比的组分组成：32～34％的Al，1～3％的Zn，4～6％的Sn，余量为Mg。
本发明镁合金钎焊钎料组分为Mg-Al-Zn-Sn。Al的加入量选为32～34wt％，在Mg-Al合金的共晶成分附近，可降低钎料熔炼及浇注温度，提高钎料强度、硬度和流动性；Zn的加入量选为1～3wt％，可通过固溶和时效强化作用提高钎料强度，减轻杂质造成的腐蚀问题；Sn的加入量选为4～6wt％，可进一步降低钎料熔化温度，细化钎料合金晶粒尺寸，改善钎料活性和润湿性，提高钎焊接头强度。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料，主要由以下质量百分比的组分组成：34％的Al，1％的Zn，6％的Sn，余量为Mg。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法，包括：取配方量的Mg、Al、Zn和Mg-Sn中间合金，熔化后升温至710-730℃并保温3-8min、浇铸，即得。
所述升温是在感应炉中进行。
所述浇铸为进行金属型铸造。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料在钎焊方面的应用，钎焊温度为450–470℃。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料，用于固相线温度在470℃以上的镁合金的钎焊。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料，用于钎焊AZ31B镁合金接头。
本发明镁合金钎焊钎料的熔化温度范围为418-438℃，钎焊温度范围为450-470℃。在钎焊温度下，钎料具有良好的铺展性和间隙填充性，可用于固相线温度在470℃以上的镁合金的钎焊。采用炉中钎焊工艺钎焊AZ31B镁合金接头时，钎焊搭接接头抗剪强度在30-36MPa之间，钎焊对接接头抗拉强度在40-46MPa之间。
本发明镁合金钎焊钎料可以用于保护气氛钎焊、感应钎焊、炉中钎焊等工艺，可以用于Mg-Al系、Mg-Zn系镁合金及其构件的钎焊，应用范围较宽，应用前景广阔。
具体实施方式
本发明涉及到的原料纯Mg、Al、Zn和Sn均为市售产品，包括纯度为99.8％的Mg、Al、Zn，纯度为99.5％的Sn。
实施例1
本实施例的含Sn的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：32％的Al，3％的Zn，4％的Sn，余量为Mg。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Sn，在CO2+SF6混合气体保护下，于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min，浇入钢制模具进行金属型铸造，即得。
实施例2
本实施例的含Sn的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：33％的Al，2％的Zn，5％的Sn，余量为Mg。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Sn，在CO2+SF6混合气体保护下，于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min，浇入钢制模具进行金属型铸造，即得。
实施例3
本实施例的含Sn的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：34％的Al，1％的Zn，6％的Sn，余量为Mg。
上述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Sn，在CO2+SF6混合气体保护下，于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min，浇入钢制模具进行金属型铸造，即得。
对比例
本对比例的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：33％的Al，2％的Zn，余量为Mg。
上述的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn，在CO2+SF6混合气体保护下，于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min，浇入钢制模具进行金属型铸造，即得。
试验例
实施例1-3及对比例中制得的钎料对AZ31B薄板(3mm厚)进行炉中钎焊，测定钎焊接头抗剪强度和抗拉强度，结果如表1所示。
表1 实施例1-3所得镁合金钎焊钎料成分和接头力学性能
本发明的镁合金钎焊钎料，经过熔炼、铸造制得，制备工艺简单，钎焊工艺性能优异，接头抗剪强度为30-36MPa，抗拉强度为40-46MPa，综合性能良好，在镁合金的焊接连接中有着广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种含Sn的镁合金钎焊钎料，其特征在于：主要由以下质量百分比的组分组成：32～34％的Al，1～3％的Zn，4～6％的Sn，余量为Mg。
2.根据权利要求1所述的含Sn的镁合金钎焊钎料，其特征在于：主要由以下质量百分比的组分组成：34％的Al，1％的Zn，6％的Sn，余量为Mg。
3.如权利要求1所述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法，其特征在于：包括：取配方量的Mg、Al、Zn和Sn，在CO2+SF6混合气体保护下，熔化后升温至710-730℃并保温3-8min、浇铸，即得。
4.根据权利要求3所述的含Sn的镁合金钎焊钎料的制备方法，其特征在于：所述升温是在感应炉中进行。
5.如权利要求1所述的含Sn的镁合金钎焊钎料在钎焊方面的应用，其特征在于：钎焊温度为450–470℃。
6.根据权利要求5所述的含Sn的镁合金钎焊钎料在钎焊方面的应用，其特征在于：用于固相线温度在470℃以上的镁合金的钎焊。
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