CN107116314B - 一种含Sm的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含Sm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Sm镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：30～32％的Al，4～6％的Zn，0.5～1.5％的Sm，余量为Mg。本发明的含Sm的镁合金钎焊钎料加入了Sm，可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30‑38MPa，抗拉强度为40‑48MPa，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Sm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Sm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
镁合金是工业中可应用的最轻的金属结构材料，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、机械加工性能良好、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，对应用广泛的一些镁合金进行钎焊的需求越来越迫切，这就需要研究和开发镁合金钎焊所需的钎料。
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，如熔化温度过高，导致钎焊温度过高；含有贵重元素，导致钎料成本较高；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、钎焊工艺性能优良、接头综合性能良好的低熔点低成本钎料，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Sm的镁合金钎焊钎料，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Sm的镁合金钎焊钎料，主要由以下质量百分比的组分组成：30～32％的Al，4～6％的Zn，0.5～1.5％的Sm，余量为Mg。
本发明含Sm的镁合金钎焊钎料组分为Mg-Al-Zn-Sm。Al的加入量选为30～32wt％，接近Mg-Al合金的共晶成分，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4～6wt％，可进一步降低钎料熔化温度，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；Sm的加入量选为0.5～1.5wt％，可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Sm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，4％的Zn，1.5％的Sm，余量为Mg。
所述Sm的原料为Mg-Sm中间合金。
上述的含Sm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-Sm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Sm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Sm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Sm的镁合金钎焊钎料，用于钎焊AZ31B镁合金接头。
本发明含Sm的镁合金钎焊钎料的熔化温度范围为420-438℃，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30-38MPa之间，钎焊对接接头抗拉强度在40-48MPa之间。
本发明含Sm的镁合金钎焊钎料应用范围较宽，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，有着广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明涉及到的原料纯Mg、Al、Zn和Mg-Sm中间合金均为市售产品，包括纯度为99.8％的Mg、Al、Zn，纯度为99.5％的Mg-Sm中间合金。
实施例1
本实施例的含Sm的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：30％的Al，6％的Zn，0.5％的Sm，余量为Mg。
上述的含Sm的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Mg-Sm中间合金，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Sm的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成：31％的Al，5％的Zn，1.0％的Sm，余量为Mg。
上述的含Sm的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Mg-Sm中间合金，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Sm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，4％的Zn，1.5％的Sm，余量为Mg。
上述的含Sm的镁合金钎焊钎料的制备方法：取配方量的纯Mg、Al、Zn和Mg-Sm中间合金，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：31％的Al，5％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30-38MPa，抗拉强度为40-48MPa，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Sm的镁合金钎焊钎料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：30～32%的Al，4～6%的Zn，0.5～1.5%的Sm，余量为Mg；
所述镁合金钎焊钎料的制备方法，包括：取配方量的Mg、Al、Zn和Mg-Sm中间合金，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。
2.根据权利要求1所述的含Sm的镁合金钎焊钎料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：32%的Al，4%的Zn，1.5%的Sm，余量为Mg。
3.如权利要求1所述的含Sm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Mg-Sm中间合金，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Sm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Sm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Sm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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CN105039816A (zh) * 2015-07-20 2015-11-11 河南科技大学 一种低成本高强耐热镁合金及其制备方法
CN106392368A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 用于钎焊铝和铜的高温Zn基软钎料及制备和焊接方法

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