CN114789308B - 一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝及其制造方法 - Google Patents
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝及其制造方法,包括以下重量按百分比含量组成:铝1.2~2.5%、铜0.2~0.5%、银1.5~2.8%、钐0.05~0.1%、铈0.05~0.1%、镧0.01~0.05%、铕0.01~0.05%、镓0.01~0.05%、铝硅合金0.5~1.3%、钛合金0.1~0.2%、助焊剂12~25%,其余为锌及无法避免的杂质;本发明与市面上普通产品比较具有强度高、塑性好,熔点低以及助焊剂填充方便且均匀的特点。
Description
技术领域
本发明涉及钎焊领域,具体涉及一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝及其制造方法。
背景技术
钎焊,是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后,利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎焊时,首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污,以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用,增加钎料的润湿性和毛细流动性。而无缝药芯焊丝是钎焊材料类中比较常见的一种高性能焊接材料,其市面上一般是用金属材料填满药粉制成,用这种钎焊材料焊接熔敷效率高,对母材适应性好,试制周期短,因而它的使用量和使用范围不断扩大,这种焊接材料用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于各类异种金属的钎焊。
目前采用无缝管材料制作的药芯焊丝,特别是应用在铜铝或两者相同金属之间的焊接作为一种新材备受关注,其中主要应用的场景有硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等,还包括家用电器中铜管与铝管之间的焊接,目前的铜铝药芯焊丝虽然属于新型材料,但强度不足无法很好的与焊接材料之间毛细融合,以及可塑性不理想,综合性能一般,且在钎焊材料焊接时,需要使用助焊剂进行保护、阻止氧化反应,而市面上已经有把助焊剂添加到焊丝内的技术,但这种材料通常情况下是粉状结构,无法很好的且均匀的填充到管体内。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种强度高、塑性好,熔点低以及助焊剂填充更加方便均匀的含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝。
为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,包括以下重量按百分比含量组成:
铝1.2~2.5%、铜0.2~0.5%、银1.5~2.8%、钐0.05~0.1%、铈0.05~0.1%、镧0.01~0.05%、铕0.01~0.05%、镓0.01~0.05%、铝硅合金0.5~1.3%、钛合金0.1~0.2%、助焊剂12~25%,其余为锌及无法避免的杂质。
进一步的,包括以下重量按百分比含量组成:铝2%、铜0.3%、银2.1%、钐0.08%、铈0.05%、镧0.03%、铕0.03%、镓0.02%、铝硅合金1.1%、钛合金0.1%、助焊剂20%,其余为锌及无法避免的杂质。
进一步的,所述助焊剂为膏状,具体为氟铝酸铯和氟铝酸钾任意一种或两种组合。
进一步的,所述助焊剂为氟铝酸铯和氟铝酸钾组合,所述氟铝酸铯和氟铝酸钾总质量以10计算,其配比为氟铝酸铯:氟铝酸钾=8~10:0~2。
进一步的,所述氟铝酸铯为膏状,其中铯含量为55~65%,所述氟铝酸钾为膏状,其中钾含量为50~60%。
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝的制造方法,包括以下步骤:
1)、先按比例把铝、铜、银、钐、铈、镧、铕、镓、铝硅合金、钛合金以及锌原材料混合完全后以高温熔炼的方式倒入模具中浇筑成锭子,再通过挤压机挤压成直径为φ20mm的空心盘管;
2)、再在步骤1)空心盘管内加压注入膏状的助焊剂填满空心盘管中间空心处;
3)、最后把步骤2)空心盘管放入到烘干机中进行烘干1~2h,温度为150~200℃,待烘干后取出待用;
4)、最后经过拉丝机的粗拉和细拉后制得直径为2mm的无缝药芯焊丝。
钛合金为镍钛合金或其它熔点低的材质,本实施例镍钛合金中镍含量占绝大多数,其熔点为920℃,镍钛合金具有良好的可塑性,当然也可以是其它同类低熔点的钛合金,如钛铝锰合金,其可塑性接近于纯钛,但熔点却非常低。
本发明的有益效果是:本发明增加了铜、银和钐,可有效的增加焊丝的强度,还增加了低熔点的稀土元素铈、镧、铕、镓,可配合铜铝之间低熔点的特性,同时还可以增加焊丝的强度,在焊丝中增加了铝硅合金和钛合金,可有效提高焊丝的塑性以及韧性,助焊剂采用膏状的氟铝酸铯和氟铝酸钾任意一种或两种组合,可以快速且均匀的填充到空心盘管内。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,包括以下重量按百分比含量组成:
铝1.9%、铜0.2%、银2.3%、钐0.05%、铈0.05%、镧0.01%、铕0.02%、镓0.02%、铝硅合金0.6%、钛合金0.1%、助焊剂18%,其余为锌及无法避免的杂质。
氟铝酸铯和氟铝酸钾总质量以10计算,其配比为氟铝酸铯:氟铝酸钾=8:2。钛合金为镍钛合金。
实施例二
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,包括以下重量按百分比含量组成:
铝2.2%、铜0.5%、银2%、钐0.08%、铈0.05%、镧0.02%、铕0.02%、镓0.02%、铝硅合金0.8%、钛合金0.1%、助焊剂23%,其余为锌及无法避免的杂质。
氟铝酸铯和氟铝酸钾总质量以10计算,其配比为氟铝酸铯:氟铝酸钾=9:1。钛合金为镍钛合金。
实施例三
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,包括以下重量按百分比含量组成:
铝2%、铜0.3%、银2.1%、钐0.08%、铈0.05%、镧0.03%、铕0.03%、镓0.02%、铝硅合金1.1%、钛合金0.1%、助焊剂20%,其余为锌及无法避免的杂质。
助焊剂全部为氟铝酸铯,钛合金为镍钛合金。
实施例四
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,包括以下重量按百分比含量组成:
铝1.6%、铜0.5%、银1.5%、钐0.08%、铈0.05%、镧0.03%、铕0.02%、镓0.02%、铝硅合金1.1%、钛合金0.2%、助焊剂15%,其余为锌及无法避免的杂质。
助焊剂全部为氟铝酸铯,钛合金为钛铝锰合金。
一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝的制造方法,包括以下步骤:
1)、先按比例把铝、铜、银、钐、铈、镧、铕、镓、铝硅合金、钛合金以及锌原材料混合完全后以高温熔炼的方式倒入模具中浇筑成锭子,再通过挤压机挤压成直径为φ20mm的空心盘管;
2)、再在步骤1)空心盘管内加压注入膏状的助焊剂填满空心盘管中间空心处;
3)、最后把步骤2)空心盘管放入到烘干机中进行烘干1~2h,温度为150~200℃,待烘干后取出待用;
4)、最后经过拉丝机的粗拉和细拉后制得直径为2mm的无缝药芯焊丝。
表1
如表1所示,为四个实施例经过测试所得,其中所实验的产品为10mm的铝管和铜管经过本发明的含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝进行焊接后用超声波探伤法进行检测,再用万能拉伸试验机分别夹紧焊接后铝管和铜管的两头并往外侧拉动,检测焊接后的抗拉性能,拉力为150MPA,然后用万能拉伸试验机对焊丝进行剪切,剪切得到抗剪强度,最后从成品一百根里面随机选取4根焊丝,把每根焊丝剪切成每段1~2cm长短的距离,然后观察其截面是否有空心断粉存在。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新保护范围为准。
Claims (1)
1.一种含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝,其特征在于:包括以下重量按百分比含量组成:铝2%、铜0.3%、银2.1%、钐0.08%、铈0.05%、镧0.03%、铕0.03%、镓0.02%、铝硅合金1.1%、钛合金0.1%、助焊剂20%,其余为锌及无法避免的杂质,所述助焊剂为膏状,具体为氟铝酸铯和氟铝酸钾两种组合,所述氟铝酸铯和氟铝酸钾总质量以10计算,其配比为氟铝酸铯:氟铝酸钾=8~10:0~2,氟铝酸铯为膏状,其中铯含量为55~65%,所述氟铝酸钾为膏状,其中钾含量为50~60%,含稀土元素高性能铜铝用无缝药芯焊丝的制造方法,包括以下步骤:1)、先按比例把铝、铜、银、钐、铈、镧、铕、镓、铝硅合金、钛合金以及锌原材料混合完全后以高温熔炼的方式倒入模具中浇筑成锭子,再通过挤压机挤压成直径为φ20mm的空心盘管;2)、再在步骤1)空心盘管内加压注入膏状的助焊剂填满空心盘管中间空心处;3)、最后把步骤2)空心盘管放入到烘干机中进行烘干1~2h,温度为150~200℃,待烘干后取出待用;4)、最后经过拉丝机的粗拉和细拉后制得直径为2mm的无缝药芯焊丝。
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