CN111468857B - 复合钎料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了复合钎料及其制备方法和应用，涉及焊接技术领域，复合钎料包括：应力缓冲层，所述应力缓冲层中设置有通孔；钎料层，所述钎料层设置在所述应力缓冲层的至少一个表面上。该复合钎料的应力缓冲层中的通孔可以起到缓释应力的作用，使得复合钎料抗剪切、抗折弯和抗冲压等性能较好，便于制备大面积、复杂形状的预成型钎料。

Description

复合钎料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种复合钎料及其制备方法和应用。
背景技术
钎焊是现代焊接技术的三大主要组成部分之一，广泛用于金属、非金属、陶瓷、复合材料等的连接。钎料是实现钎料连接、获得优质焊接接头的核心因素之一。传统钎料普遍采用“铸造-挤压”工艺生产，即配料-熔炼-挤压-拉拔-中间退火-表面处理-分剪等工序制备成片状或丝状。该种钎料生产方法很难用于脆性钎料、复杂形态钎料的制备。而且，虽然目前已有三层的三明治钎料，但是，现有结构的三明治钎料存在界面结合力差、钎焊接头强度低、制造工序复杂、成本高等诸多问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合钎料，该复合钎料的应力缓冲层中的通孔可以起到缓释应力的作用，使得复合钎料抗折弯、抗剪切和抗冲压等性能较好，便于制备大面积且具有复杂形状的预成型钎料且适用于脆性钎料。
本发明提供的复合钎料，包括：
应力缓冲层，所述应力缓冲层中设置有通孔；
钎料层，所述钎料层设置在所述应力缓冲层的至少一个表面上。
进一步地，所述钎料层设置在所述应力缓冲层相对设置的两个表面上。
进一步地，所述通孔的形状包括规则形状和/或不规则形状；
优选地，所述规则形状包括圆形、椭圆形和多边形中的至少一种；
优选地，所述应力缓冲层的直线度公差为5/1000。
进一步地，所述钎料层的厚度大于所述应力缓冲层的厚度；
优选地，所述钎料层的厚度比所述应力缓冲层的厚度厚10-30％；
优选地，所述应力缓冲层的厚度为0.1-1mm；
优选地，所述钎料层的厚度为大于0.1小于等于2mm。
进一步地，所述应力缓冲层的维氏硬度大于100HV；
优选地，所述应力缓冲层包括铜磷钎料、铜、铜合金、镍、镍合金、铁以及铁合金中的至少一种；
优选地，所述铜磷钎料包括以下质量百分比的组分：磷4.5-7.5％、铜75-96％以及银0-20％；
优选地，所述铜磷钎料包括BCu93P、BCu91Pag和BCu89PAg中的至少一种；
优选地，所述钎料层的维氏硬度小于100HV；
优选地，所述钎料层包括锡、铜基钎料和银基钎料中的至少一种；
优选地，所述钎料层包括锡，所述应力缓冲层包括铜磷钎料。
一种前面所述的复合钎料的制备方法，包括：
在应力缓冲层的至少一个表面上形成钎料层，得到所述复合钎料；
优选地，在所述应力缓冲层相对设置的两个表面上形成所述钎料层，得到所述复合钎料。
进一步地，包括：将所述钎料层置于所述应力缓冲层的至少一个表面上，得到复合层；
轧制所述复合层，得到所述复合钎料；
当将所述钎料层置于所述应力缓冲层的一个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于橡胶轧辊和钢制轧辊之间进行所述轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触，所述应力缓冲层与所述钢制轧辊接触；
当将所述钎料层置于所述应力缓冲层相对设置的两个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于两个橡胶轧辊之间进行所述轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触；
优选地，所述橡胶轧辊表面的橡胶的厚度为1-10mm。
进一步地，所述钎料层是通过以下方法制备得到的：依次对钎料进行熔炼、浇注、挤压和轧制，得到所述钎料层；
优选地，在真空或者保护气氛下对所述轧制后的钎料进行退火，得到所述钎料层；
优选地，所述应力缓冲层是通过以下方法制备得到的：对应力缓冲材料进行冲孔，得到所述应力缓冲层；
优选地，在真空或者保护气氛下对应力缓冲材料进行热处理后再进行冲孔。
一种前面所述的复合钎料在钎焊中的应用。
与现有技术相比，本发明至少可以取得以下有益效果：
本发明的复合钎料中的应力缓冲层中含有通孔，使得应力缓冲层具有良好的塑性和强度，在钎焊接头冷却过程中，应力缓冲层产生塑性变形来补偿焊接合金和金属基体因线膨胀系数差异造成的收缩差，起到缓释热应力的作用，减小钎缝处的残余应力，解决钎缝开裂、脱焊等问题，利于提高整体焊接后的合金的抗冲击与抗剪切性能，而且在钎焊过程中钎料层融化填入应力缓冲层的通孔中，提高了钎料与缓冲层之间结合强度，从而可以明显提高钎焊接头强度，解决应力缓冲层在使用过程种会发生撕裂的问题；另外，本发明的复合钎料抗剪切、抗折弯和抗冲压等性能较好，便于制备大面积、复杂形状的预成型钎料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施方式中复合钎料的结构示意图；
图2为本发明另一个实施方式中复合钎料的结构示意图；
图3为本发明一个实施方式中应力缓冲层的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种复合钎料，参照图1和2，该复合钎料包括：
应力缓冲层100，所述应力缓冲层100中设置有通孔110；
钎料层200，所述钎料层200设置在所述应力缓冲层100的至少一个表面上。
需要说明的是，钎料层设置在应力缓冲层的表面上的方式包括：钎料层200覆盖包括通孔110在内的整个应力缓冲层100(具体参照图1)。
本发明的复合钎料中的应力缓冲层中含有通孔，使得应力缓冲层具有良好的塑性和强度，在钎焊接头冷却过程中，应力缓冲层产生塑性变形来补偿焊接合金和金属基体因线膨胀系数差异造成的收缩差，起到缓释热应力的作用，减小钎缝处的残余应力，解决钎缝开裂、脱焊等问题，利于提高整体焊接后的合金工具的抗冲击与抗剪切性能，而且在钎焊过程中钎料层融化填入应力缓冲层的通孔中，提高了钎料与缓冲层之间结合强度，从而可以明显提高钎焊接头强度，解决应力缓冲层在使用过程种会发生撕裂的问题；另外，本发明的复合钎料抗剪切、抗折弯和抗冲压等性能较好，便于制备大面积、复杂形状的预成型钎料。若应力缓冲层中不含通孔，则复合钎料难以高强度结合，制备的复合钎料成形性差。
在本发明的一些实施方式中，参照图2，所述钎料层200设置在所述应力缓冲层100相对设置的两个表面上。
在本发明的一些实施方式中，所述通孔的形状包括规则形状和/或不规则形状；优选地，参照图3，所述规则形状包括圆形(图3中的a)、椭圆形(图3中的c)和多边形(包括三角形(图3中的b)、正方形(在图中未示出)、长方形(在图中未示出)和扇形(图3中的d)等)中的至少一种。由此，便于形成上述形状的通孔。
需要说明的是，不规则形状指的是由首尾连接的曲线围成的不规则的形状。
在本发明的一些实施方式中，所述应力缓冲层的直线度公差为5/1000。由此，便于保证成形精度，钎料比例的均匀一致。
需要说明的是，直线度公差的具体测试方法包括直尺法、准直法、重力法和直线法等。
在本发明的一些实施方式中，所述钎料层的厚度大于所述应力缓冲层的厚度，优选地，所述钎料层的厚度比所述应力缓冲层的厚度厚10-30％。由此，利用该复合钎料进行钎焊的效果较佳。
需要说明的是，上述钎料层的厚度指的是：当在应力缓冲层的一个表面上形成钎料层时，钎料层的厚度指的是该一层钎料层的厚度；当在应力缓冲层的相对的两个表面上形成钎料层时，钎料层的厚度指的是该两层钎料层的厚度之和。
在本发明的一些实施方式中，所述应力缓冲层的厚度为0.1-1mm(例如可以为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm或者1mm等)。相对于上述厚度范围，当应力缓冲层的厚度低于0.1mm时，则在钎焊过程中容易被钎料溶蚀，全部熔入钎缝中而难以起到该有的作用。
在本发明的一些实施方式中，所述钎料层的厚度为大于0.1小于等于2mm(例如可以为0.2mm、0.5mm、1mm、1.5mm或者2mm等)。相对于上述厚度范围，当钎料层的厚度低于0.1mm时，则容易造成钎料不足，焊接强度低。
在本发明的一些实施方式中，所述应力缓冲层的维氏硬度大于100HV；在本发明的一些优选实施方式中，所述应力缓冲层包括铜磷钎料、铜、铜合金、镍、镍合金、铁以及铁合金中的至少一种。由此，复合钎料的强度高。
需要说明的是，维氏硬度的具体测试方法为用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号HV表示。
在本发明的一些实施方式中，所述铜磷钎料包括以下质量百分比的组分：磷4.5-7.5％、铜75-96％以及银0-20％。由此，铜磷钎料缓释应力的作用、抗剪切以及抗折弯等性能均较佳。
在本发明的一些实施方式中，所述铜磷钎料包括BCu93P、BCu91Pag和BCu89PAg中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述钎料层的维氏硬度小于100HV；在本发明的一些优选实施方式中，所述钎料层包括锡、铜基钎料和银基钎料中的至少一种。
在本发明的一些具体实施方式中，应力缓冲层包括铜磷钎料，钎料层包括锡。由此，复合钎料中锡的含量，可通过控制钎料层来控制复合钎料中锡的含量，便于精确控制锡含量，进而利于获得塑性高、加工性能优异且可以加工成片材的复合钎料，便于制备大面积、复杂形状的预成型钎料，而且应力缓冲层的通孔可以提高铜磷钎料的加工精度，利于获得传统方法无法制备的高锡铜磷钎料；另外，该复合钎料的液相线和固相线温度较低，润湿性较高，且在熔化填缝过程中可以实现成分均匀化，原位合成高流动性易熔复合钎料，在大面积钎焊接头中有利于气孔和夹渣的排出，提高钎缝的致密性。
需要说明的是，当应力缓冲层包括铜磷钎料，钎料层包括锡时，应力缓冲层有两种作用：a)组成钎料合金的成分；b)在铜磷锡焊片的加工过程起到应力缓冲作用。当应力缓冲层和钎料层为前面所述的除铜磷钎料和锡之外的其他材料时，在钎焊后，应力缓冲层对接头起到应力缓释的作用。
在本发明的一些实施方式中，上述复合钎料可绕成轴状或卷状，便于储存和运输。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的复合钎料的制备方法，该制备方法包括：
在应力缓冲层的至少一个表面上形成钎料层，得到所述复合钎料；优选地，在所述应力缓冲层相对设置的两个表面上形成所述钎料层，得到所述复合钎料。由此，操作简单、方便，易于实现，节约能源，生产效率高。
在本发明的一些实施方式中，上述制备方法包括：将所述钎料层置于所述应力缓冲层的至少一个表面上，得到复合层；轧制所述复合层，得到所述复合钎料。由此，操作简单、方便，易于实现，制备过程节约能源，生产效率高。
在本发明的一些实施方式中，当将所述钎料层置于所述应力缓冲层的一个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于橡胶轧辊和钢制轧辊之间进行所述轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触，所述应力缓冲层与所述钢制轧辊接触。由此，可以获得在应力缓冲层的一个表面上形成钎料层，且钎料层在橡胶轧辊的压力作用下发生塑性形变而部分卡入应力缓冲层中的通孔中，从而使得钎料层与应力缓冲层之间紧密配合。
在本发明的另一些实施方式中，当将所述钎料层置于所述应力缓冲层相对设置的两个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于两个橡胶轧辊之间进行所述轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触。由此，钎料层在橡胶轧辊的压力作用下发生塑性形变而部分卡入应力缓冲层中的通孔中，从而使得钎料层与应力缓冲层之间紧密配合。
在本发明的一些实施方式中，所述橡胶轧辊表面的橡胶的厚度为1-10mm(例如可以为1mm、3mm、5mm、7mm、9mm或者10mm等)。相对于上述厚度范围，当橡胶的厚度小于1mm或者大于10mm时，则复合钎料成形性均较差。
在本发明的一些实施方式中，所述钎料层是通过以下方法制备得到的：依次对钎料进行熔炼、浇注、挤压和轧制，得到所述钎料层。
在本发明的一些实施方式中，在真空或者保护气氛下对所述轧制后的钎料进行退火，得到所述钎料层。由此，可以降低钎料层的硬度，利于使钎料层的维氏硬度小于100HV。
在本发明的一些实施方式中，所述应力缓冲层是通过以下方法制备得到的：对应力缓冲材料进行冲孔，得到所述应力缓冲层。
在本发明的一些优选实施方式中，在真空或者保护气氛下对应力缓冲材料进行热处理后再进行冲孔。由此，利于提高应力缓冲层的硬度，利于获得维氏硬度大于100HV的应力缓冲层。
可以理解的是，在冲孔之后，应力缓冲层中可能会有毛刺，可以对冲孔后的应力缓冲层进行去毛刺处理。
在本发明的一些实施方式中，当所述钎料层包括锡，所述应力缓冲层包括铜磷钎料时，本发明的上述制备方法可以制备得到传统方法无法制备的高锡铜磷钎料，应力缓冲层的通孔可以提高铜磷钎料的加工精度。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的复合钎料在合金钎焊中的应用。
需要说明的是，在钎焊时是将待焊接合金(例如硬质合金)与金属基体(例如钢基体)通过前面所述的复合钎料钎焊在一起，且在钎焊时应力缓冲层不熔化呈固态分布于钎缝中，而钎料层融化。
在本发明的一些实施方式中，上述钎焊包括真空钎焊、感应钎焊、气保护钎焊和扩散焊等钎焊工艺。
下面结合具体实施例，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
实施例1
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu93P钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu93P铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu93P钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu93P钎料合金带的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为493℃，液相线温度为547℃，BCu93P钎料合金固相线710℃，液相线793℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu93P钎料合金。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为363mm2，BCu93P钎料铺展面积为217mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu93P钎料合金。
实施例2
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu93P钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu93P铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu93P钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu93P钎料合金带的一面，送入由一个橡胶轧辊和一个钢质轧辊紧密配合的轧辊中，锡带接触的轧辊为橡胶轧辊，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为563℃，液相线温度为605℃，BCu93P钎料合金固相线710℃，液相线793℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu93P钎料合金。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为307mm2，BCu93P钎料铺展面积为217mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu93P钎料合金。
实施例3
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu91PAg钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu91PAg铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu91PAg钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu91PAg钎料合金带的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为507℃，液相线温度为579℃，BCu91PAg钎料合金固相线643℃，液相线788℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu91PAg钎料合金。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为369mm2，BCu91PAg钎料铺展面积为244mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu91PAg钎料合金。
实施例4
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu91PAg钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu91PAg铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu91PAg钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu91PAg钎料合金带的一面，送入由一个橡胶轧辊和一个钢质轧辊紧密配合的轧辊中，锡带接触的轧辊为橡胶轧辊，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为582℃，液相线温度为649℃，BCu91PAg钎料固相线643℃，液相线788℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu91PAg钎料。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为307mm2，BCu91PAg钎料铺展面积为244mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu91PAg钎料。
实施例5
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu89PAg钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu89PAg铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu89PAg钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu89PAg钎料合金带的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为523℃，液相线温度为576℃，BCu89PAg钎料固相线645℃，液相线815℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu89PAg钎料。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为319mm2，BCu89PAg钎料铺展面积为231mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu89PAg钎料。
实施例6
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu89PAg钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，放入连续冲床对BCu89PAg铜磷钎料带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺；
(2)选择厚度为0.05mm，宽度为6mm的纯锡带，将BCu89PAg钎料合金带置于中间层，纯锡带置于BCu89PAg钎料合金带的一面，送入由一个橡胶轧辊和一个钢质轧辊紧密配合的轧辊中，锡带接触的轧辊为橡胶轧辊，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm；
(3)软质锡片在橡胶的弹性作用下向硬质铜磷合金带的孔中发生塑性变形，铜磷合金带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质锡片卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料(又称为铜磷锡焊片)。
复合钎料熔化温度采用STA449F3综合热分析仪测试，本实施例的铜磷锡焊片固相线温度为589℃，液相线温度为633℃，BCu89PAg钎料固相线645℃，液相线815℃，铜磷锡焊片固液相线温度远远低于基体BCu89PAg钎料合金。
复合钎料润湿性试验参照国家标准GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，在同等试验条件下，分别做五组试样求平均值，本实施例的铜磷锡焊片铺展面积为296mm2，BCu89PAg钎料铺展面积为231mm2，铜磷锡焊片润湿性好于BCu89PAg钎料合金。
实施例7
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu58ZnMn钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为85HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.2mm，宽度为4mm的纯铜带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铜带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质，得到应力缓冲层的孔中发生塑性变形，应力缓冲层通孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.6mm厚的BCu58ZnMn钎料(基体钎料合金)、中间含有0.2mm厚铜缓冲材料层0.6mm厚的BCu58ZnMn三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具的平均剪切强度分别为212.7MPa、194.2MPa、201.6MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例8
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu58ZnMn钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.15mm，宽度为9mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为85HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.2mm，宽度为7mm的纯铜带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铜带中心位置进行冲孔，正方形孔的边长为4mm，孔中心间距为6mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于，得到应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质，得到应力缓冲层的孔中发生塑性变形，纯铜带孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.5mm厚的BCu58ZnMn钎料(基体钎料合金)、中间含有0.15mm厚铜缓冲材料层0.5mm厚的BCu58ZnMn三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具的平均剪切强度分别为213.9MPa、191.4MPa、201.7MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例9
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu58ZnMn钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为85HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.2mm，宽度为4mm的纯铁带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铜带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质应力缓冲层的孔中发生塑性变形，应力缓冲层孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.6mm厚的BCu58ZnMn钎料(基体钎料合金)、中间含有0.2mm厚铁缓冲材料层0.6mm厚的BCu58ZnMn三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具的平均剪切强度分别为210.3MPa、192.3MPa、200.2MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例10
复合钎料制备方法包括：
(1)对BCu58ZnMn钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为9mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为85HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.3mm，宽度为7mm的纯铁带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铜带中心位置进行冲孔，正方形孔的边长为4mm，孔中心间距为6mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质应力缓冲层的孔中发生塑性变形，应力缓冲层孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.7mm厚的BCu58ZnMn钎料(基体钎料合金)、中间含有0.3mm厚铁缓冲材料层0.7mm厚的BCu58ZnMn三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具的平均剪切强度分别为215.1MPa、194.2MPa、201.7MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例11
复合钎料制备方法包括：
(1)对BAg49ZnCuMnNi钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为80HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.2mm，宽度为4mm的纯铜带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铜带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质应力缓冲层的孔中发生塑性变形，应力缓冲层孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.6mm厚的BAg49ZnCuMnNi钎料(基体钎料合金)、中间含有0.2mm厚铜缓冲材料层0.6mm厚的BAg49ZnCuMnNi三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具的平均剪切强度分别为249.7MPa、215.8MPa、228.6MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例12
复合钎料制备方法包括：
(1)对BAg49ZnCuMnNi钎料合金进行熔炼、浇铸、挤压、轧制至厚度为0.2mm，宽度为5mm，得到带状钎料合金；
(2)将带状钎料合金在400℃～500℃氢气保护条件下退火至维氏硬度为80HV；
(3)带状应力缓冲材料选择厚度为0.2mm，宽度为4mm的纯铁带，硬度为105HV，放入连续冲床对纯铁带中心位置进行冲孔，孔的直径为2mm，孔中心间距为4mm，用砂纸打磨去除孔周围的毛刺，得到应力缓冲层；
(4)将应力缓冲层置于中间层，(2)中的带状钎料合金置于应力缓冲层的两面，送入紧密配合的橡胶轧辊中，橡胶轧辊表面的橡胶皮厚度为5mm，软质带状钎料合金在橡胶的弹性作用下向硬质应力缓冲层的孔中发生塑性变形，应力缓冲层孔处的硬度较高，在橡胶轧辊的压力作用下，软质带状钎料合金卡入孔棱并形成紧密配合，获得复合钎料。
在同等钎焊工艺条件下，将本实施例的复合钎料、0.6mm厚的BAg49ZnCuMnNi钎料(基体钎料合金)、中间含有0.2mm厚铁缓冲材料层0.6mm厚的BAg49ZnCuMnNi三明治钎料(三明治钎料合金)用于YG13C硬质合金与42CrMo钢的钎焊，分别做五组剪切试样，获得的硬质合金工具平均剪切强度分别为246.3MPa、205.4MPa、218.7MPa，从以上剪切强度数据来看，本实施例的复合钎料钎焊接头剪切强度明显高于基体钎料合金和三明治钎料合金。
实施例7-12中，钎焊工艺的具体步骤如下：待焊材料表面采用100#,200#,400#金相砂纸进行逐级表面打磨。硬质合金由于硬度较高，用1000目金刚石砂轮磨削表面。将各待焊材料放在酒精中超声波清洗10min,以清除待焊试样表面的油污及杂质。为避免焊接材料再次被污染或氧化，尽快进行钎焊试验。钎焊选用牌号为QJ308铜钎剂(实施例7-10用)和FB102银钎剂(实施例11-12用)，前者作用温度范围为800-950℃，作用温度范围为650-900℃，试验前将其涂敷在硬质合金、钢及钎料表面即可。感应钎焊前，钢基体加工尺寸为40mmx30mmx10mm,硬质合金加工尺寸为26mmx17mmx 3.5mm，钎料剪成相应尺寸大小，钢基体一钎料一硬质合金之间相对位置采用螺钉固定。高频感应钎焊采用的是SP-15A高频感应加热设备。该设备具有加热电流调节，过压、欠水等保护措施，具有自控型的辅助功能。高频感应加热设备的主要技术参数如下:使用电压220V；最大功率8kW；最大电流600A；频率30-100kHZ。启动感应加热设备对待焊部位进行加热，当焊缝处钎料熔化时，采用玻璃棒轻敲硬质合金块排气，待液态钎料充盈钎缝时，停止敲击，并停止加热，冷却得到硬质合金钎焊接头。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种复合钎料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将钎料层置于应力缓冲层的至少一个表面上，得到复合层；随后轧制所述复合层，得到所述复合钎料；
当将所述钎料层置于所述应力缓冲层的一个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于橡胶轧辊和钢制轧辊之间进行轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触，所述应力缓冲层与所述钢制轧辊接触；
当将所述钎料层置于所述应力缓冲层相对设置的两个表面上，所述轧制包括：将所述复合层置于两个橡胶轧辊之间进行所述轧制，其中，所述钎料层与所述橡胶轧辊接触；
所述应力缓冲层中设置有通孔。
2.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述通孔的形状包括规则形状和/或不规则形状；所述规则形状包括圆形、椭圆形和多边形中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述应力缓冲层的直线度公差为5/1000。
4.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述钎料层的厚度大于所述应力缓冲层的厚度；所述钎料层的厚度比所述应力缓冲层的厚度厚10-30%。
5.根据权利要求4所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述应力缓冲层的厚度为0.1-1mm；所述钎料层的厚度为大于0.1小于等于2mm。
6.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述应力缓冲层的维氏硬度大于100HV。
7.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述应力缓冲层包括铜磷钎料、铜、铜合金、镍、镍合金、铁以及铁合金中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述铜磷钎料包括以下质量百分比的组分：磷4.5-7.5%、铜75-96%以及银0-20%；
所述铜磷钎料包括BCu93P、BCu91Pag和BCu89PAg中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述钎料层的维氏硬度小于100HV。
10.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述钎料层包括锡、铜基钎料和银基钎料中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述钎料层包括锡，所述应力缓冲层包括铜磷钎料。
12.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述橡胶轧辊表面的橡胶的厚度为1-10mm。
13.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述钎料层是通过以下方法制备得到的：依次对钎料进行熔炼、浇注、挤压和轧制，得到所述钎料层。
14.根据权利要求13所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，在真空或者保护气氛下对所述轧制后的钎料进行退火，得到所述钎料层。
15.根据权利要求1所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，所述应力缓冲层是通过以下方法制备得到的：对应力缓冲材料进行冲孔，得到所述应力缓冲层。
16.根据权利要求15所述的复合钎料的制备方法，其特征在于，在真空或者保护气氛下对应力缓冲材料进行热处理后再进行冲孔。
17.一种权利要求1-16任一项所述的复合钎料的制备方法在钎焊中的应用。
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