CN109454110B - 复合金属箔及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合金属箔及制造方法，所述复合金属箔包括中间层及包覆在中间层两侧的面层，复合金属箔的总厚度为10μm‑600μm；所述中间层按重量百分比包含如下元素：锌15％‑45％、银0.1％‑1.5％、镍0.001％‑0.01％、锆0.005％‑0.03％、钪0.002％‑0.008％，钕0.005％‑0.05％，余量为铜；所述面层按重量百分比包含如下元素：锰0.8％‑2％、锌22％‑31％、铜10％‑20％、钇0.001％‑0.02％、钕0.001％‑0.08％，余量为银。本发明与现有技术相比，根据本发明实施例的复合金属箔，合金特性优异，与基体材料的结合度高，工艺适应性强，焊接韧塑性高，焊接相容性好，可以应用于多种同体系的基体材料组合的焊接。

Description

复合金属箔及其制造方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，涉及复合金属材料，尤其涉及一种复合金属箔及其制造方法。
背景技术
硬质合金具有优异的强度、硬度和耐磨性，是用于制造刀具、夹具、钻探头等耐磨机械的关键材料。由于硬质合金韧性和塑性较低，且成本高昂，在实际应用中硬质合金机械均为非整体式，通常采用焊接的方法将其连接固定于钢基体上应用。刀具、夹具、钻探头等机械长期服役于大冲击载荷、大交变载荷、挤压和腐蚀环境中，其失效通常发生在焊接处，因此，硬质合金构件的性能、精度和寿命很大程度上取决于焊接质量。焊接是一种采用加热、高温或高压的方式连接材料的工艺。钎焊是应用于硬质合金与钢基体连接的最常用也相对最有效的方法，采用比母材熔点低的焊料，在高温下利用液态焊料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现连接，其实质是包括热能传递、元素扩散、化学冶金反应、焊接基体材料组织及晶粒变化等一系列化学、物理现象的综合过程。其中，焊料的性能是决定焊接质量关键。
现有焊料在应用于硬质合金构件焊接时，主要存在以下不足：1)焊料自身合金特性不理想，主要表现为熔点高、固液相线温度区窄、晶粒粗化、存在脆性相等；2)焊料与基体材料的焊接结合性差，由于两侧为异质材料，焊料难以同时与两侧的基体达到理想的冶金结合；3)焊料对工艺敏感性强，焊料熔融流动性和结晶凝固需要理想的温度场，而由于焊接空间小、焊接时间短，钎焊的焊接温度场难以控制，特别当焊料填充复杂空间时，温度梯度较大，导致焊接区域组织不均匀；4)焊接区域韧塑性差，焊料合金组织存在微观夹渣、脆性金属间化合物、微区焊接裂纹等缺陷，焊料两侧异质材料具有不同的热膨胀系数，在焊接过程中，两侧基体材料与焊料合金之间形成不同热应力并残留于焊接区域，在实际服役过程中，焊接区域易发生脆性或疲劳破坏；5)焊料的相容性差，同一种焊料只能应用于固定组合的异质材料的焊接，工业成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供复合金属箔及复合金属箔的制造方法，本发明主旨如下：
根据本发明的一方面，一种复合金属箔，包括中间层及包覆在中间层两侧的面层，复合金属箔的总厚度为10μm-600μm；所述中间层按重量百分比包含如下元素：锌Zn 15％-45％、银Ag 0.1％-1.5％、镍Ni 0.001％-0.01％、锆Zr 0.005％-0.03％、钪Sc 0.002％-0.008％，钕Nd 0.005％-0.05％，余量为铜Cu；所述面层按重量百分比包含如下元素：锰Mn0.8％-2％、锌Zn 22％-31％、铜Cu 10％-20％、钇Y 0.001％-0.02％、钕Nd 0.001％-0.08％，余量为银Ag。
根据本发明的示例性实施例，所述中间层材料中Zr、Sc和Nd的重量百分比合计为0.013％-0.072％；所述面层材料中Y的重量百分比与Nd的重量百分比的比值为1:2-1:4。
根据本发明的示例性实施例，当所述复合金属箔的总厚度不大于100μm时，中间层厚度占总厚度的5％-12％；当所述复合金属箔的总厚度大于100μm且不大于200μm时，中间层厚度占总厚度的15％-25％；当所述复合金属箔的总厚度大于200μm时，中间层厚度占总厚度的30％-55％。
根据本发明的示例性实施例，所述复合金属箔中间层两侧的面层厚度的比值为1:1-1:3。
根据本发明的示例性实施例，所述复合金属箔为带状、片状、中空圆环状等符合焊接空间要求的形状。
根据本发明的示例性实施例，所述复合金属箔的晶粒平均粒径小于或者等于35μm，固相线温度小于或者等于538℃、液相线温度小于或者等于603℃、润湿角小于或者等于2°。
根据本发明的另一方面，一种复合金属箔的制造方法，所述方法包括：
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn15％-45％、银Ag0.1％-1.5％、镍Ni0.001％-0.01％、锆Zr 0.005％-0.03％、钪Sc 0.002％-0.008％，钕Nd 0.005％-0.05％，余量为铜Cu；其中，Zr、Sc和Nd的重量百分比合计为0.018％-0.072％；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％-2％、锌Zn 22％-31％、铜Cu 10％-20％、钇Y 0.001％-0.02％、钕Nd 0.001％-0.08％，余量为银Ag；其中，Y的重量百分比与Nd的重量百分比的比值为1：2-1：4，进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1100℃-1280℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的银合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)银合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理；
3)第一热处理，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
根据本发明的示例性实施例，所述热轧复合处理在惰性气体保护下进行，复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85％-90％。
根据本发明的示例性实施例，所述第一热处理与第二热处理在真空条件下进行。
与现有技术相比，根据本发明实施例的复合金属箔，具有以下优点：1)合金特性优异，复合金属箔在制造过程中，经过复合热轧处理、热处理及精轧等工艺，两侧面层材料与中间层材料充分扩散结合，消除脆性相，极大地提高合金的组织均匀性；晶粒细小，固液相线温度区宽，熔融温度低，熔融流动性好。2)面层材料与基体材料在结合熔融过程中，中间层材料向两侧进一步交换扩散，与基体材料的结合度高。3)工艺适应性强，合金组织均匀，熔融流动性好，在填充复杂焊接空间时，面层材料与中间层材料在温度场的作用下形成内部梯度扩散弥补，降低外部温度梯度差异对焊料熔融过程的影响。4)焊接韧塑性高，复合金属箔在制造过程中，经过复合热轧处理、热处理及精轧等工艺消除了微观夹渣、脆性金属间化合物、微区焊接裂纹等缺陷，面层材料在与两侧基体材料结合熔融时，中间层材料的扩散消除了两侧热应力，显著地降低了焊接区域的残余应力。5)焊接相容性好，本发明复合金属箔具有较低的固液相线温度点，具有较宽的固液相线温度区，可以应用于多种同体系的基体材料组合的焊接。
具体实施方式
为使本发明技术方案和优点更加清楚，通过以下几个具体实施例对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例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的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1：复合金属箔的制备
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 16％、银Ag 0.1％、镍Ni 0.002％、锆Zr0.006％、钪Sc 0.002％，钕Nd 0.005％，余量为铜Cu；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％、锌Zn 22％、铜Cu 10％、钇Y0.001％、钕Nd 0.001％，余量为银Ag；进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1150℃-1180℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的铜合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理，在氮气保护条件下，热轧复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85-90％；
3)第一热处理，真空条件，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，真空条件，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
实施例2：复合金属箔的制备
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 20％、银Ag 0.3％、镍Ni 0.003％、锆Zr0.009％、钪Sc 0.004％，钕Nd 0.008％，余量为铜Cu；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％、锌Zn 22％、铜Cu 10％、钇Y0.001％、钕Nd 0.001％，余量为银Ag；进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1150℃-1180℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的铜合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理，在氮气保护条件下，热轧复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85-90％；
3)第一热处理，真空条件，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，真空条件，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
实施例3：复合金属箔的制备
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 25％、银Ag 0.5％、镍Ni 0.005％、锆Zr0.01％、钪Sc 0.005％，钕Nd 0.012％，余量为铜Cu；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％、锌Zn 22％、铜Cu 10％、钇Y0.001％、钕Nd 0.001％，余量为银Ag；进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1150℃-1180℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的铜合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理，在氮气保护条件下，热轧复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85-90％；
3)第一热处理，真空条件，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，真空条件，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
实施例4：复合金属箔的制备
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 30％、银Ag 0.9％、镍Ni 0.007％、锆Zr0.02％、钪Sc 0.006％，钕Nd 0.02％，余量为铜Cu；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％、锌Zn 22％、铜Cu 10％、钇Y0.001％、钕Nd 0.001％，余量为银Ag；进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1150℃-1180℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的铜合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理，在氮气保护条件下，热轧复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85-90％；
3)第一热处理，真空条件，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，真空条件，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
实施例5：复合金属箔的制备
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 42％、银Ag 1.5％、镍Ni 0.01％、锆Zr0.02％、钪Sc 0.008％，钕Nd 0.04％，余量为铜Cu；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％、锌Zn 22％、铜Cu 10％、钇Y0.001％、钕Nd 0.001％，余量为银Ag；进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1150℃-1180℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器(惰性气体保护)和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的铜合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理，在氮气保护条件下，热轧复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85-90％；
3)第一热处理，真空条件，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，真空条件，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
实施例6：
根据实施例1-5制备的复合金属箔，试样编号分别为S1、S2、S3、S4和S5，其成分见表1。采用现有技术中的典型焊料作为对比例，其试样编号见表2。
表1 按实施例1-5制备试样的成分
Figure BDA0001837437380000101
表2 对比例试样型号
试样编号 对比例焊料型号 厚度μm
对比例1 Ag205 150
对比例2 Ag456 150
对比例3 Cu186 150
对比例4 Cu54I 150
对比例5 CuP283 150
表3 根据实施例1-5制备的复合金属箔的厚度
试样编号 总厚度μm 中间层厚度μm
S1 90 9
S2 150 24
S3 150 27
S4 150 30
S5 220 66
表4 根据实施例1-5制备的复合金属箔与对比例焊接材料的性能参数
Figure BDA0001837437380000102
Figure BDA0001837437380000111
由表4可见，与对比例试样的性能相比，根据本发明实施例1-5制备的试样S1、S2、S3、S4、S5，合金特性优异，复合金属箔在制造过程中，经过复合热轧处理、热处理及精轧等工艺，两侧面层材料与中间层材料充分扩散结合，消除脆性相，极大地提高合金的组织均匀性；晶粒细小，固液相线温度区宽，熔融温度低，熔融流动性好。
实施例7：
采用长50mm×宽30mm×厚5mm的YG15硬质合金板材与长500mm×宽300mm×厚5mm的45钢板材作为焊接母材，焊接材料分别采用本发明实施例制备的试样及对比例试样，采用高频(80KHz)感应焊接，焊接方式为对接与搭接，各试样所需的焊接温度及焊缝性能见表5。
表5焊接用材料应用于YG15硬质合金与45钢焊接时形成的焊缝呈现的性能
Figure BDA0001837437380000112
由表5可见，与对比例试样的性能相比，采用本发明实施例1-5制备的试样S1、S2、S3、S4、S5对YG15硬质合金与45钢进行焊接，本发明复合金属箔具有较低的固液相线温度点，具有较宽的固液相线温度区，所需要的焊接温度更低，避免了过高焊接温度对基体材料的不利影响；复合金属箔在制造过程中，经过复合热轧处理、热处理及精轧等工艺消除了微观夹渣、脆性金属间化合物、微区焊接裂纹等缺陷，面层材料在与两侧基体材料结合熔融时，中间层材料的扩散消除了两侧热应力，显著地降低了焊接区域的残余应力，因此所形成的焊接区域韧塑性更高；面层材料与基体材料在结合熔融过程中，中间层材料向两侧进一步交换扩散，与基体材料的结合度高。
实施例8
采用高20mm、厚3mm、内孔直径8mm的YW2硬质合金管材与高25mm、厚5mm内孔直径15.2mm的45钢管材作为焊接母材，焊接材料分别采用本发明实施例制备的试样及对比例试样，采用高频(60KHz)感应焊接，焊接方式为镶嵌焊接，各试样所需的焊接温度及焊缝性能见表6。
表6焊接用材料应用于YW2硬质合金与45钢焊接时形成的焊缝呈现的性能
Figure BDA0001837437380000121
由表6可见，与对比例试样的性能相比，采用本发明实施例1-5制备的试样S1、S2、S3、S4、S5对YW2硬质合金与45钢进行焊接，本发明复合金属箔仍然能够保证良好的焊接质量，而对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5所呈现的焊接质量，与其应用于YG15-45钢焊接时相比，降低明显。本发明实施例制备的复合金属箔可以应用于多种同体系的基体材料组合的焊接。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合金属箔，其特征在于，所述复合金属箔包括中间层及包覆在中间层两侧的面层，复合金属箔的总厚度为10μm-600μm；所述中间层按重量百分比包含如下元素：锌Zn15％-45％、银Ag 0.1％-1.5％、镍Ni 0.001％-0.01％、锆Zr 0.005％-0.03％、钪Sc0.002％-0.008％，钕Nd 0.005％-0.05％，余量为铜Cu；所述面层按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％-2％、锌Zn 22％-31％、铜Cu 10％-20％、钇Y 0.001％-0.02％、钕Nd0.001％-0.08％，余量为银Ag，其中，所述中间层材料中Zr、Sc和Nd的重量百分比合计为0.013％-0.072％；所述面层材料中Y的重量百分比与Nd的重量百分比的比值为1:2-1:4。
2.根据权利要求1所述的复合金属箔，其特征在于，当所述复合金属箔的总厚度不大于100μm时，中间层厚度占总厚度的5％-12％；当所述复合金属箔的总厚度大于100μm且不大于200μm时，中间层厚度占总厚度的15％-25％；当所述复合金属箔的总厚度大于200μm时，中间层厚度占总厚度的30％-55％。
3.根据权利要求1-2任一所述的复合金属箔，其特征在于，所述复合金属箔中间层两侧的面层厚度的比值为1:1-1:3。
4.根据权利要求1-2任一所述的复合金属箔，其特征在于，所述复合金属箔为带状、片状、或者中空圆环状。
5.根据权利要求1-2任一所述的复合金属箔材料，其特征在于，所述复合金属箔的晶粒平均粒径小于或者等于35μm，固相线温度小于或者等于538℃、液相线温度小于或者等于603℃、润湿角小于或者等于2°。
6.一种基于权利要求1-5任一所述的复合金属箔的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
一、中间层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锌Zn 15％-45％、银Ag 0.1％-1.5％、镍Ni 0.001％-0.01％、锆Zr 0.005％-0.03％、钪Sc 0.002％-0.008％，钕Nd 0.005％-0.05％，余量为铜Cu；其中，Zr、Sc和Nd的重量百分比合计为0.013％-0.072％；进行配料，以此准备铜锭和铜中间合金；
2)将所述铜锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1200℃-1280℃，得到铜熔体；保温至1150℃-1200℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到铜合金熔体；
3)使铜合金熔体通过加热铸型器和冷却器，对铜合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为5mm-10mm的铜合金铸坯，浇铸温度635℃-680℃；
4)铜合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度765℃-820℃，终轧温度580℃-625℃，得到厚度为1mm-3mm铜合金带坯；
二、面层带坯制备
1)按重量百分比包含如下元素：锰Mn 0.8％-2％、锌Zn 22％-31％、铜Cu 10％-20％、钇Y 0.001％-0.02％、钕Nd 0.001％-0.08％，余量为银Ag；其中，Y的重量百分比与Nd的重量百分比的比值为1：2-1：4，进行配料，以此准备银锭和银中间合金；
2)将所述银锭在真空条件下快速熔化，熔化温度1100℃-1280℃，得到银熔体；保温至1220℃-1250℃，电磁搅拌10min-15min，精炼、除渣和除气处理；添加各中间合金，电磁搅拌10min，再次精炼处理，静置15min，得到银合金熔体；
3)使银合金熔体通过加热铸型器和冷却器，对银合金熔体进行水平半固态连续定向凝固成型，得到厚度为1mm-5mm的银合金铸坯，浇铸温度620℃-655℃；
4)银合金铸坯经过连续轧制，粗轧温度520℃-585℃，终轧温度350℃-425℃，得到厚度为1mm-3mm银合金带坯；
三、复合
1)将经过表面清理及校直处理后的铜合金带坯与银合金带坯进行配位；
2)热轧复合处理；
3)第一热处理，热处理温度435℃-475℃，热处理时间30min-90min；
4)多道次精轧，最后一道次精轧压下率不大于25％，其余各道次压下率为30％-45％；
5)第二热处理，热处理温度325℃-385℃，热处理时间60min-125min；
6)精整及剪裁；
得到复合金属箔。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述热轧复合处理在惰性气体保护下进行，复合处理温度为520℃-580℃，形变压下率为85％-90％。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一热处理与第二热处理在真空条件下进行。
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