CN110280927A - 一种高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法 - Google Patents

一种高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备和使用方法，其中制备方法包括按照质量百分数15%‑45%Al30Si合金、18%‑30%Cu、0.5%‑5%Ni和余量为Al称取原材料、原材料的打磨与清洗、原材料的高温熔炼、急速冷却制备箔状钎料等步骤，使用方法包括待焊面预处理、箔状钎料的预处理以及焊接过程；本发明是为了解决高硅铝与可伐合金异种材料之间性能差异较大，焊接较为困难的问题；本发明所制备的箔状钎料厚度一致，成分均匀，钎料在高温焊接过程中与高硅铝合金和可伐合金母材中的元素发生冶金反应，形成新相，且形成的焊缝连续性好，致密性高，具有高的连接强度，可以广泛的用于T/R模块壳体的封接。

Description

一种高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法
技术领域
本发明涉及电子封装材料工程技术领域，特别是一种高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法。
背景技术
钎焊作为高硅铝合金与可伐合金异种材料连接技术中效果较好的一种重要连接方式，是采用（或过程中自动生成）比母材熔化温度低的钎料，操作温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种焊接技术。钎焊时工件常被整体加热或者钎缝周围大面积均匀加热，因此工件的相对变形量以及焊接接头的残余应力都较小；由于高硅铝合金中含有硬质硅相，用普通的软钎焊难以实现较好的连接，金属钎料与Si颗粒的润湿性能较差，在焊接过程中容易产生气孔、微裂纹、夹杂等缺陷，这使得焊接接头的连续性较差、气密性较低、强度较低，从而限制了高硅铝合金在电子封装领域的应用。可伐合金作为传统的电子封装材料，除了具有优异的焊接性外，他有以下几个优点： 可伐合金与玻璃有良好的附着性；具有一定的机械强度，机械加工性能好，可拉丝、冲压、切削；能够在水银蒸汽中使用。正是因为这些特点让可伐合金在电子封装领域成为了不可或缺的部分。
传统电子封装壳体是以可伐合金材料加工而成的，可伐合金具有与硬玻璃相近的线膨胀系数以及良好的低温组织稳定性；但是由于其密度大，重量较重，目前随着科学技术的发展，我国无论是在航空航天领域还是在电子雷达行业都在追寻着轻量化设计，新型电子封装材料是以密度较小的含硅量为50%高硅铝材料加工而成壳体并与可伐合金盖板框架制成，而含硅量为50%高硅铝材料具有低热膨胀系数、低密度及导热性好等特点，图1为高硅铝母材的部分微观组织金相图，图2为可伐合金母材的部分微观组织金相图；所以可伐合金与高硅铝异种材料的连接已成了迫切需解决的问题。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法，目的是解决高硅铝合金与可伐合金异种材料由于所含元素不同、性质差异较大，连接较为困难的问题。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，包括以下步骤：
S1，取料：按照质量百分数15%-45%Al30Si合金、18%-30%Cu、0.5%-5%Ni和余量为Al称取原材料；
S2，清洗：将称取的原材料用砂纸打磨，去除表面的氧化物和油污；再将质量分数为18%-30%Cu放入质量分数为5%-15%的HCl水溶液中进行超声清洗10-20min，再用去离子水清洗10-20min，最后放入酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干Cu表面的液体，得到洁净的Cu原材料；将15%-45%Al30Si、0.5%-5%Ni和Al放入去离子水清洗10-20min，最后放入体积比为1:1的酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干Al30Si、Ni和Al表面的液体，得到洁净的Al30Si、Ni和Al原材料；
S3，进熔炉：用砂纸打磨熔炼所用的石墨坩埚，并用酒精丙酮擦拭干净，用吹风机吹干后放入熔炼炉待用；将清洗干净的Al30Si合金、单质Ni、单质Cu和单质Al，放入已经清洗干净的坩埚中；
S4，抽真空：将熔炼炉进行抽真空操作，当炉腔内的真空度达到1Pa-10Pa，关闭抽真空装置；
S5，入惰气：打开充气阀；充入惰性气体Ar气，直到炉腔内的压力和外界大气压一致时为止；
S6，加热：打开熔炉加热装置，加热10-15min，待坩埚中的金属液体加热至熔化后，通过摇动摇杆，使坩埚中的液体进一步混合，摇动摇杆3-5min，金属液体混合均匀后，关闭加热装置；
S7，入模具：待金属液体冷却至暗红色倒入模具，以得到金属合金，并去除原材料中所含的杂质；
S8，重复熔炼：重复S6到S7过程两次；
S9，将最后一次得到的金属合金倒入特定的模具中，得到混合均匀的柱态钎料；
S10，切割：将得到的柱态钎料进行切割处理，得到小块的钎料合金；
S11，再清洗：取适量的小块钎料合金放入酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干后放入洁净的石英管中；
S12，入甩带机：将装有钎料合金的石英管安装于真空甩带机的炉腔内的感应线圈中，固定好后关闭腔体，抽真空至1x10-2-3x10-2Pa，然后通入氩气，充入氩气至腔体内压力为-0.05MPa~-0.075Ma，关闭进气口，调整喷嘴压力为1x10-2 Pa -3x10-2Pa，启动辊子控制开关，调节铜辊转速至1000-1500r/min，打开感应加热装置，以最低功率进行加热，加热4-5min，石英管中的金属合金缓慢加热至熔化呈暗橙色，启动喷带装置，使液态合金在一定的压力下喷出石英管，并与高速转动的铜棍接触急速冷却，制成非晶、纳米晶结构的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料；
进一步的，步骤S1中所述的Al、Al30Si、Ni、Cu原材料的纯度均高于99.99%；
进一步的，步骤S2与S11中酒精丙酮溶液的体积比为1:1；
进一步的，步骤S12中，石英管不能与感应线圈接触，石英管的口部距离甩带机的辊子1.5mm-2mm，且与辊子平行；
进一步的，步骤S12中的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料的厚度为80μm-100μm。
一种高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的使用方法，包括以下步骤：
第一步, 待焊面预处理：首先将规格为20mmx10mmx2mm的高硅铝合金和可伐合金分别在400目、600目、800目、1000目的砂纸上进行打磨处理，将打磨好的高硅铝合金和可伐合金试样片用去离子水超声清洗10min-20min，然后用酒精丙酮清洗液超声清洗10min-20min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将高硅铝合金和可伐合金试样从清洗液中取出待用；
第二步，箔状钎料的预处理：将急速冷却制备的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料剪取适当的大小，用1000目的砂纸轻微打磨，去除表面的氧化层，将打磨好的箔状钎料用去离子水超声清洗10min-20min，然后用酒精丙酮清洗液超声清洗10min-20min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将Al-Si-Cu-Ni箔状钎料从清洗液中取出待用；
第三步，焊接：将处理好的高硅铝合金、可伐合金试样和箔状钎料取出，放入三明治结构的夹具中，装夹好以后并对其施加2 MPa -3MPa的压力，然后将装夹好的试样转移到真空管式炉中进行真空钎焊操作，设置加热速度、加热时间、保温时间、冷却速度等参数，待冷却后，即可完成高硅铝合金与可伐合金的焊接连接；
作为优选，第一步中打磨的高硅铝合金和可伐合金的待焊面的表光光洁度为7-12级，清洗液中酒精与丙酮的体积比为1:1；
作为优选，第三步中真空钎焊的工艺参数为：真空度1x10-4Pa~9x10-4Pa，升温速度为6℃/min，钎焊温度为550℃-600℃，保温时间为10min-60min。
与现有技术相比，本发明的高硅铝合金与可伐合金钎焊用钎料的制备和使用方法具备以下有益效果：
本发明采用多次熔炼混合制成成分均匀的Al-Si-Cu-Ni柱态钎料，并经过快速甩带技术制成非晶或纳米晶结构的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料，所获得的箔状钎料具有厚度均匀、组织成分均匀、光亮度高、柔韧性好等优点。用该钎料真空钎焊高硅铝合金与可伐合金异种材料时，形成较为致密的钎焊焊缝，并且钎料与母材发生冶金结合生成新的化合物，同时发生了元素的扩散，增强了焊接接头的强度和气密性；本发明获得的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料焊接高硅铝合金与可伐合金异种材料，焊接接头气密性可达到10-8Pa·m3/s，最大抗剪切强度62.25MPa，能完美解决高硅铝与可伐合金异种材料之间性能差异较大，焊接较为困难的问题，可以广泛应用于封接T/R模块壳体与盖板的焊接以及其他应用领域。
在通常情况下，由于Cu和Al超过一定量时，会生成Al2Cu金属化合物，过量的化合物会使钎料的脆性增大，耐腐蚀强度降低，从而降低钎焊焊缝的剪切强度；由于Ni元素和Cu元素的晶体结构相似，由相图可以看出两种元素可以无限固溶，形成连续的固溶体，所以本发明采用Ni元素取代部分Cu元素，从而降低Al2Cu脆性金属化合物的生成，钎料的韧性和耐腐蚀性会有所增加，同时Ni的加入可以细化钎料中的晶粒，有利于获得性能更加优异的非晶或者纳米晶结构，增加钎料的润湿能力，可以获得性能更加优异的焊接接头。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为高硅铝母材的部分微观组织金相图；
图2为可伐合金母材的部分微观组织金相图；
图3为本发明实施例4柱态钎料部分微观组织金相图；
图4为本发明实施例4箔状钎料焊接高硅铝与可伐合金接头部分微观组织金相图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种高硅铝合金与可伐合金焊接用钎料的制备方法是按以下步骤完成的：
S1，取料：按照质量百分数25%Al30Si、23%Cu、0.5%Ni和余量为Al称取原材料，所述Al、Cu、Ni和Al30Si的纯度均应高于99.99%；
S2，清洗：将称取的原材料用砂纸打磨，去除表面的氧化物和油污；再将质量分数为23%Cu放入质量分数为10%的HCl水溶液中进行超声清洗15min，再用去离子水清洗15min，最后放入体积比为1:1的酒精丙酮溶液中清洗15min，用吹风机吹干Cu表面的液体，得到洁净的Cu原材料；将25%Al30Si、0.5%Ni和Al放入去离子水清洗15min，最后放入体积比为1:1的酒精丙酮溶液中清洗15min，用吹风机吹干Al30Si、Ni和Al表面的液体，得到洁净的Al30Si、Ni、和Al原材料；
S3，进熔炉：用砂纸打磨熔炼所用的石墨坩埚，并用酒精丙酮擦拭干净，用吹风机吹干后放入熔炼炉待用；将清洗干净的Al30Si合金、单质Ni、单质Cu和单质Al，放入已经清洗干净的坩埚中；
S4，抽真空：将熔炼炉进行抽真空操作，当炉腔内的真空度达到9Pa，关闭抽真空装置；
S5，入惰气：打开充气阀；充入惰性气体Ar气，直到炉腔内的压力和外界大气压一致时为止；
S6，加热：打开熔炉加热装置，熔炼炉采用的是电磁感应加热，改变输出的电流、电压，从而改变加热速度，加热13min，待坩埚中的金属液体加热至熔化后，通过摇动摇杆，使坩埚中的液体进一步混合，摇动摇杆4min，金属液体混合均匀后，关闭加热装置；
S7，入模具：待金属液体冷却至暗红色倒入模具，以得到金属合金，并去除原材料中所含的杂质；
S8，重复熔炼：重复S6到S7过程两次；
S9，将最后一次得到的金属合金倒入特定的模具中，得到混合均匀的柱态钎料；
S10，切割：将得到的柱态钎料进行切割处理，得到小块的钎料合金；
S11，再清洗：取适量的小块钎料合金放入酒精丙酮溶液中清洗15min，用吹风机吹干后放入洁净的石英管中；
S12，入甩带机：将装有钎料合金的石英管安装于真空甩带机的炉腔内的感应线圈中，固定好后关闭腔体，抽真空至2x10-2Pa，然后通入氩气，充入氩气至腔体内压力为-0.06MPa，关闭进气口，调整喷嘴压力为2x10-2 Pa，启动辊子控制开关，调节铜辊转速至1400r/min，打开感应加热装置，以最低功率进行加热，加热4min，石英管中的金属合金缓慢加热至熔化呈暗橙色，启动喷带装置，使液态合金在一定的压力下喷出石英管，并与高速转动的铜棍接触急速冷却，制成非晶、纳米晶结构的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料，所述的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料的厚度为90μm。
利用上述方法制备的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料进行高硅铝合金与可伐合金焊接的方法包括以下步骤：
第一步、待焊面预处理，首先将规格为20mmx10mmx2mm的高硅铝合金和可伐合金分别在400目、600目、800目、1000目的砂纸上进行打磨处理，打磨后的高硅铝合金和可伐合金的待焊面的表光光洁度为7-9级，将打磨好的高硅铝合金和可伐合金试样片用去离子水超声清洗15min，然后用酒精与丙酮的体积比为1:1的混合清洗液超声清洗15min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将高硅铝合金和可伐合金试样从清洗液中取出待用；
第二步、箔状钎料的预处理，将急速冷却制备的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料，剪取适当的大小，用1000目的砂纸轻微打磨，去除表面的氧化层，将打磨好的箔状钎料用去离子水超声清洗15min，然后用酒精与丙酮的体积比为1:1的混合清洗液超声清洗15min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将Al-Si-Cu-Ni箔状钎料从清洗液中取出待用；
第三步、将处理好的高硅铝合金、可伐合金试样和箔状钎料取出，放入三明治结构的夹具中，装夹好以后并对其施加2 MPa的压力，然后将装夹好的试样转移到真空管式炉中进行真空钎焊操作，设置真空钎焊的工艺参数：真空度4x10-4Pa，升温速度为6℃/min，钎焊温度为585℃，保温时间为40min，待冷却后，即可完成高硅铝合金与可伐合金的焊接连接。
本实施例所获得的钎料，可以使高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接接头达到40.06MPa、密封性能达到10-8Pa·m3/s以下的性能指标。
实施例2
与实施例1不同的是：一种高硅铝合金与可伐合金焊接用钎料的制备方法，S1，取料：按照质量百分数25%Al30Si、23%Cu、1%Ni和余量为Al称取原材料。
本实施例所获得的钎料，可以使高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接接头达到50.24MPa、密封性能达到10-8Pa·m3/s以下的性能指标。
实施例3
与实施例1不同的是：一种高硅铝合金与可伐合金焊接用钎料的制备方法，S1，取料：按照质量百分数25%Al30Si、23%Cu、1.5%Ni和余量为Al称取原材料。
本实施例所获得的钎料，可以使高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接接头达到58.37MPa、密封性能达到10-8Pa·m3/s以下的性能指标。
实施例4
与实施例1不同的是：一种高硅铝合金与可伐合金焊接用钎料的制备方法，S1，取料：按照质量百分数25%Al30Si、23%Cu、2%Ni和余量为Al称取原材料。
图3为实施例柱态钎料部分微观组织金相图；图4为本实施例箔状钎料焊接高硅铝与可伐合金接头部分微观组织金相图。
本实施例所获得的钎料，可以使高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接接头达到62.25MPa、密封性能达到10-9Pa·m3/s以下的性能指标。
实施例5
与实施例1不同的是：一种高硅铝合金与可伐合金焊接用钎料的制备方法，S1，取料：按照质量百分数25%Al30Si、23%Cu、2.5%Ni和余量为Al称取原材料。
本实施例所获得的钎料，可以使高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接接头达到38.75MPa、密封性能达到10-7Pa·m3/s以下的性能指标。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，取料：按照质量百分数15%-45%Al30Si合金、18%-30%Cu、0.5%-5%Ni和余量为Al称取原材料；
S2，清洗：将称取的原材料用砂纸打磨，去除表面的氧化物和油污；再将质量分数为18%-30%Cu放入质量分数为5%-15%的HCl水溶液中进行超声清洗10-20min，再用去离子水清洗10-20min，最后放入酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干Cu表面的液体，得到洁净的Cu原材料；将15%-45%Al30Si、0.5%-5%Ni和Al放入去离子水清洗10-20min，最后放入体积比为1:1的酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干Al30Si、Ni和Al表面的液体，得到洁净的Al30Si、Ni和Al原材料；
S3，进熔炉：用砂纸打磨熔炼所用的石墨坩埚，并用酒精丙酮擦拭干净，用吹风机吹干后放入熔炼炉待用；将清洗干净的Al30Si合金、单质Ni、单质Cu和单质Al，放入已经清洗干净的坩埚中；
S4，抽真空：将熔炼炉进行抽真空操作，当炉腔内的真空度达到1Pa-10Pa，关闭抽真空装置；
S5，入惰气：打开充气阀；充入惰性气体Ar气，直到炉腔内的压力和外界大气压一致时为止；
S6，加热：打开熔炉加热装置，加热10-15min，待坩埚中的金属液体加热至熔化后，通过摇动摇杆，使坩埚中的液体进一步混合，摇动摇杆3-5min，金属液体混合均匀后，关闭加热装置；
S7，入模具：待金属液体冷却至暗红色倒入模具，以得到金属合金，并去除原材料中所含的杂质；
S8，重复熔炼：重复S6到S7过程两次；
S9，将最后一次得到的金属合金倒入特定的模具中，得到混合均匀的柱态钎料；
S10，切割：将得到的柱态钎料进行切割处理，得到小块的钎料合金；
S11，再清洗：取适量的小块钎料合金放入酒精丙酮溶液中清洗10-20min，用吹风机吹干后放入洁净的石英管中；
S12，入甩带机：将装有钎料合金的石英管安装于真空甩带机的炉腔内的感应线圈中，固定好后关闭腔体，抽真空至1x10-2-3x10-2Pa，然后通入氩气，充入氩气至腔体内压力为-0.05MPa~-0.075Ma，关闭进气口，调整喷嘴压力为1x10-2 Pa -3x10-2Pa，启动辊子控制开关，调节铜辊转速至1000-1500r/min，打开感应加热装置，以最低功率进行加热，加热4-5min，石英管中的金属合金缓慢加热至熔化呈暗橙色，启动喷带装置，使液态合金在一定的压力下喷出石英管，并与高速转动的铜棍接触急速冷却，制成非晶、纳米晶结构的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料。
2.根据权利要求1所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的Al、Al30Si、Ni、Cu原材料的纯度均高于99.99%。
3.根据权利要求2所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，其特征在于，步骤S2与S11中酒精丙酮溶液的体积比为1:1。
4.根据权利要求3所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，其特征在于，步骤S12中，石英管不能与感应线圈接触，石英管的口部距离甩带机的辊子1.5mm-2mm，且与辊子平行。
5.根据权利要求4所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的制备方法，其特征在于，步骤S12中的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料的厚度为80μm-100μm 。
6.一种基于权利要求1所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步, 待焊面预处理：首先将规格为20mmx10mmx2mm的高硅铝合金和可伐合金分别在400目、600目、800目、1000目的砂纸上进行打磨处理，将打磨好的高硅铝合金和可伐合金试样片用去离子水超声清洗10min-20min，然后用酒精丙酮清洗液超声清洗10min-20min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将高硅铝合金和可伐合金试样从清洗液中取出待用；
第二步，箔状钎料的预处理：将急速冷却制备的Al-Si-Cu-Ni箔状钎料剪取适当的大小，用1000目的砂纸轻微打磨，去除表面的氧化层，将打磨好的箔状钎料用去离子水超声清洗10min-20min，然后用酒精丙酮清洗液超声清洗10min-20min，并反复清洗，直至超声清洗后的清洗液干净透彻为止，最后将Al-Si-Cu-Ni箔状钎料从清洗液中取出待用；
第三步，焊接：将处理好的高硅铝合金、可伐合金试样和箔状钎料取出，放入三明治结构的夹具中，装夹好以后并对其施加2 MPa -3MPa的压力，然后将装夹好的试样转移到真空管式炉中进行真空钎焊操作，设置加热速度、加热时间、保温时间、冷却速度等参数，待冷却后，即可完成高硅铝合金与可伐合金的焊接连接。
7.根据权利要求6所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的使用方法，其特征在于，第一步中打磨的高硅铝合金和可伐合金的待焊面的表光光洁度为7-12级，清洗液中酒精与丙酮的体积比为1:1。
8.根据权利要求6所述的高硅铝合金与可伐合金异种材料焊接用钎料的使用方法，其特征在于，第三步中真空钎焊的工艺参数：真空度1x10-4Pa~9x10-4Pa，升温速度为6℃/min，钎焊温度为550℃-600℃，保温时间为10min-60min。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112077423A (zh) * 2020-08-25 2020-12-15 合肥工业大学 一种铝镁合金的扩散连接方法
CN113199103A (zh) * 2021-06-11 2021-08-03 哈尔滨工业大学 适用于高功率电子器件或组件的电磁感应快速连接方法
CN113458651A (zh) * 2021-07-13 2021-10-01 广东省科学院中乌焊接研究所 一种铝基中间层合金及其制备方法与应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1473089A (zh) * 2000-11-08 2004-02-04 �Ʒ� 低熔点的钎焊产品
CN101502904A (zh) * 2009-03-03 2009-08-12 北京科技大学 微电子封装用铝碳化硅复合材料与可伐合金的钎焊方法
CN101733497A (zh) * 2009-11-30 2010-06-16 河南理工大学 高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料与可伐合金异种材料的硬钎焊方法
CN104128713A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 北京无线电测量研究所 高体积分数SiCp/Al复合材料的Al-Si-Cu-Zn-Ti五元箔状钎料及其制备方法
CN106862795A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 河南理工大学 一种Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料及其制备方法
CN106956092A (zh) * 2017-04-12 2017-07-18 河南理工大学 高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及钎焊方法
CN107838513A (zh) * 2017-08-21 2018-03-27 河南理工大学 一种SiCp/Al复合材料钎焊用软钎料的制备方法及利用该钎料进行钎焊的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1473089A (zh) * 2000-11-08 2004-02-04 �Ʒ� 低熔点的钎焊产品
CN101502904A (zh) * 2009-03-03 2009-08-12 北京科技大学 微电子封装用铝碳化硅复合材料与可伐合金的钎焊方法
CN101733497A (zh) * 2009-11-30 2010-06-16 河南理工大学 高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料与可伐合金异种材料的硬钎焊方法
CN104128713A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 北京无线电测量研究所 高体积分数SiCp/Al复合材料的Al-Si-Cu-Zn-Ti五元箔状钎料及其制备方法
CN106862795A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 河南理工大学 一种Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料及其制备方法
CN106956092A (zh) * 2017-04-12 2017-07-18 河南理工大学 高硅铝基复合材料钎料及其制备方法及钎焊方法
CN107838513A (zh) * 2017-08-21 2018-03-27 河南理工大学 一种SiCp/Al复合材料钎焊用软钎料的制备方法及利用该钎料进行钎焊的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王鹏: "活性元素对SiCp/6063Al复合材料真空钎焊接头组织性能影响", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112077423A (zh) * 2020-08-25 2020-12-15 合肥工业大学 一种铝镁合金的扩散连接方法
CN113199103A (zh) * 2021-06-11 2021-08-03 哈尔滨工业大学 适用于高功率电子器件或组件的电磁感应快速连接方法
CN113199103B (zh) * 2021-06-11 2022-04-19 哈尔滨工业大学 适用于高功率电子器件或组件的电磁感应快速连接方法
CN113458651A (zh) * 2021-07-13 2021-10-01 广东省科学院中乌焊接研究所 一种铝基中间层合金及其制备方法与应用

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