CN115740830A - 一种铝基中间层合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝基中间层合金及其制备方法和应用。按重量百分比计，该铝基中间层合金的化学成分为：6.5‑8.5％Si、22.0‑24.0％Cu、1.0‑2.5％Ni、1.0‑2.5％Ti、1.0‑2.5％Ag、0.3‑2.0％Mg、0.3‑2.0％Ce、0.3‑1.5％In以及余量的铝。本发明通过改进铝基中间层合金的化学组成，在现有市场产品Al‑Si‑Cu钎料的基础上添加了Mg、Ce、Ni、Ti、Ag、Zn和In元素，并将各组分的含量优化到最佳的范围，使获得的铝基中间层合金作为封装材料能够具有较高的接头强度和气密性。

Description

一种铝基中间层合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种铝基中间层合金及其制备方法和应用。

背景技术

可伐合金作为常用的封接合金，其氧化膜致密，容易焊接和熔接，有良好可塑性，可切削加工并有较好的耐磨性，多用于真空电子，电力电子等行业的器件使用。高硅铝合金近年来主要用作新型电子封装材料，该材料具有热导性能好，比强度和刚度较高，与金、银、铜、镍的镀覆性能好，与基材可焊，易于精密机加工等优越性能，是一种应用前景广阔的电子封装材料，特别是在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术领域。

高硅铝合金对接头的气密性和完整性要求很高，对焊接接头的力学性能要求不高，但其导热系数较大，不能完全取代可伐合金，所以高硅铝与可伐合金焊接变得至关重要。在电子封装领域，实现高硅铝合金与可伐合金的连接，而制备新型封装壳体，可使构件兼具上述两种材料的优点，同时可以极大的减轻封装材料的重量，节能减排，对我国航空航天、国防工业、电子封装的建设具有非常重要的应用价值。但是高硅铝合金主要构成元素为Al和Si，可伐合金的主要构成元素为Fe、Co、Ni，两种材料的物理、化学性质差别较大，尤其是膨胀系数有较大差别，所以实现两种不同材料之间的连接较为困难。尤其在做电子封装时，温度不能太高，否则可能损坏电子元器件，真空钎焊为最优选择。首先采用小的热输入法钎焊，不会因为过热损坏封装的电子仪器，其次在真空环境下焊接，防止高硅铝合金的氧化，且焊后材料的组织、机械性能、形变都比较小。要开发一种新型钎料，用于实现异种材料之间的连接，作为封装材料，要满足一定的强度和气密性的要求。

在高硅铝合金与可伐合金的钎焊影响因素中，钎焊材料的研制与改性，成为解决高硅铝合金与可伐合金钎焊的关键因素。在高硅铝合金与可伐合金钎焊过程中，使用最广泛的是现在研究较为成熟的活性钎料是Ag基钎料、Al-Si-Mg及Al-Si-Cu系钎料，其中银属于稀贵金属，国控物资，其制成的银钎料的使用会导致钎焊成本太高，而现有Al基钎料在焊接高硅铝合金与可伐合金时，其接头强度和气密性相对较低，在面对日益苛刻的封装要求时，现有Al基钎料的接头性能已经相对捉襟见肘，因而研制一种新型钎料，用于实现高硅铝合金与可伐合金异种材料之间的连接，作为封装材料，满足越来越严苛的接头强度和气密性的要求是非常必要的。

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铝基中间层合金及其制备方法和应用，以提高铝基中间层合金作为封装材料的接头强度和气密性。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种铝基中间层合金，按重量百分比计，铝基中间层合金的化学成分为：6.5-8.5％Si、22.0-24.0％Cu、1.0-2.5％Ni、1.0-2.5％Ti、1.0-2.5％Ag、0.3-2.0％Mg、0.3-2.0％Ce、0.3-1.5％In以及余量的铝。

第二方面，本发明提供了上述铝基中间层合金的制备方法，其包括按上述重量百分比将Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al混合熔炼，制成铝基中间层合金。

第三方面，本发明提供了上述铝基中间层合金或上述制备方法制得的中间层合金在焊接高硅铝合金和可伐合金中的应用。

第四方面，本发明提供了一种高硅铝合金和可伐合金的复合连接件，其采用上述焊接方法焊接得到。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过改进铝基中间层合金的化学组成，在现有市场产品Al-Si-Cu钎料的基础上添加了Mg、Ce、Ni、Ti、Ag、Zn和In元素，并将各组分的含量优化到最佳的范围，使获得的铝基中间层合金作为封装材料能够具有较高的接头强度和气密性。该铝基中间层合金可适用于多种牌号的高硅铝合金及可伐合金的焊接，焊接性能优于市场上应用较广的Ag基、Al-Si-Mg及Al-Si-Cu系钎料的结合强度，满足其工业应用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为实施例与对比例中高硅铝合金与可伐合金的焊接装配的示意图；

图2为采用实施例1提供的粉状钎料焊接焊件后，焊件接头处的扫描电镜照片；

图3为采用实施例2提供的带状钎料焊接焊件后，焊件接头处的显微组织照片；

图4为采用实施例3提供的粉状钎料焊接焊件后，焊件接头处的显微组织照片。

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，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明提供的铝基中间合金及其制备方法和应用作进一步的详细描述。

为了满足封装材料越来越严苛的接头强度和气密性的要求，本发明的发明人在现有的Al-Si-Cu钎料的组成成分的基础上进行了优化，提供了如下的铝基中间层合金：

该铝基中间层合金的化学成分为：6.5-8.5％Si、22.0-24.0％Cu、1.0-2.5％Ni、1.0-2.5％Ti、1.0-2.5％Ag、0.3-2.0％Mg、0.3-2.0％Ce、0.3-1.5％In以及余量的铝。

具体地，Si的含量可以为6.5％、7.0％、7.5％、8.0％或8.5％，也可以为6.5-8.5％范围内的其他任意值。

Cu的含量可以为22％、23％或24％，也可以为22-24％范围内的其他任意值。

Ni的含量可以为1％、1.5％、2％或2.5％，也可以为1-2.5％范围内的其他任意值。

Ti的含量可以为1％、1.5％、2％或2.5％，也可以为1-2.5％范围内的其他任意值。

Ag的含量可以为1％、1.5％、2％或2.5％，也可以为1-2.5％范围内的其他任意值。

Mg的含量可以为0.3％、0.5％、1％或2％，也可以为0.3-2％范围内的其他任意值。

Ce的含量可以为0.3％、0.5％、1％或2％，也可以为0.3-2％范围内的其他任意值。

In的含量可以为0.3％、0.5％、1％或1.5％，也可以为0.3-1.5％范围内的其他任意值。

本发明在现有的Al-Si-Cu钎料的组成成分的基础上添加了适量的Mg元素，在焊接过程中Mg蒸汽渗入铝合金表层，与扩散进入铝合金表层的Si形成低熔点的Al-Si-Mg液相，破坏氧化膜与铝合金的结合，进而液态钎料在高硅铝合金母材表面润湿铺展。

发明人在上述改进的基础上添加了适量的稀土元素Ce，稀土元素Ce具有较高的表面活性，可以降低液态焊料的表面张力，细化焊料的微观结构，在钎焊过程中具有良好的润湿性和铺展性，在钎焊过程中，随着焊接温度的不断提升，细小的晶粒结构有助于钎料均匀快速的熔化。

本发明的铝基中间层合金中还添加了合金强化元素Ni，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。所以可以用Ni元素取代部分Cu元素，从而降低Cu Al₂等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元素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。但是当Ni的加入过量时，会使钎料的熔点升高，不利于高硅铝合金的焊接。且可伐合金的主要元素为Fe、Co、Ni，在钎料中添加Ni元素，有利于降低钎料与可伐合金侧的化学电位差，增加焊缝的抗腐蚀能力。同时，有利于钎料元素向可伐合金侧的扩散。

本发明的铝基中间层合金中还添加了Ti，作为过渡族元素，其化学活性较高，第一电离能为658.8kJ/mol，同时具有金属和非金属的一些特性，对陶瓷等非金属材料亲和力较强，Ti元素有利于润湿高硅铝一侧Si颗粒，且与Al、Si元素发生反应生成AlTi₂、AlTi₃、Ti₇Al₅Si1₂等金属间化合物。一般含Ti的金属间化合物熔点均较高，为高温稳定相。在焊接过程中，这些高温稳定相不易熔化或者发生反应，在焊接完毕后仍以高温增强相存在于焊缝之中。影响接头强度，所以含Ti量不宜过高。适量形貌较小的增强相存在于焊缝中，有利于提高焊缝的结合强度，增强相含量较多或者形貌较大时，还不利于焊缝中钎料的流动，致使钎料层中的应力和脆性较大，不利于获得优质接头。

本发明的铝基中间层合金中还添加了元素Ag，适量的Ag元素的添加能够保证高硅铝合金与可伐合金的焊接过程中具有良好的润湿、流散作用，从而获得气密、牢固的封接。

同时，本发明的铝基中间层合金中还添加了元素Zn，适量的Zn在焊接过程中，向高硅铝合金中扩散，生成Zn基固溶体以及Zn-Al共晶组织，Zn-Al固溶体能使基体晶格畸变，导致滑移面粗糙，增加了位错运动的阻力，因此提高了塑性变形的抗力，强化了钎焊接头。

并且本发明的铝基中间层合金中还添加了元素In，适量In元素的添加能够降低焊料的熔点，降低高硅铝合金和可伐合金的复合连接件时真空钎焊的焊接温度。

为进一步增强材料的综合性能，发明人对组成成分进行了优化，在优选的实施例中其组成成分为：7-8％Si、22.5-23.5％Cu、1.5-2.5％Ni、1.5-2.5％Ti、1.5-2.5％Ag、1.0-2.0％Mg、1.0-2.0％Ce、1.0-1.5％In以及余量的铝。

在一些实施方式中，铝基中间层合金的形态为粉状或带状。

在一些实施方式中，铝基中间层合金的形态为粉状，其粒度为200-600目。

在一些实施方式中，铝基中间层合金的形态为带状，其厚度为30μm-90μm，宽度为10-80mm。

本发明还提供了上述铝基中间层合金的制备方法，其包括按上述重量百分比将Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al混合熔炼，制成铝基中间层合金。

在一些实施方式中，该制备方法还包括将铝基中间层合金制备为粉状或带状。

在一些实施方式中，粉状的铝基中间层合金的制备方法包括：按上述重量百分比将原料混合后，依次真空熔炼、气雾化和超声波筛分制备得到粉状的铝基中间层合金。

在一些实施方式中，原料包括纯度均≥99.9％的Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al。

在一些实施方式中，真空熔炼、气雾化包括：在真空熔炼设备中加热原料使其熔化获得熔融液，然后将熔融液输送至雾化设备中，并以预定流量喷出，同时通过惰性气体对熔融液进行雾化处理，形成雾状液滴，雾状液滴冷却、凝固得到雾化铝合金粉。

在一些实施方式中，真空熔炼步骤中的加热温度为750-850℃。

具体地，加热温度可以为750℃、800℃或850℃，也可以为750-850℃范围内的其他任意值。

在一些实施方式中，惰性气体经过预处理后进入紧耦合气雾化喷嘴中对熔融液进行雾化处理。

在一些实施方式中，惰性气体的预处理条件为：预热温度为550-600℃，雾化压力为4-5.5MPa。

具体地，预热温度可以为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，也可以为550-600℃范围内的其他任意值。雾化压力可以为4MPa、4.5MPa、5MPa或5.5MPa，也可以为4-5.5MPa范围内的其他任意值。

在一些实施方式中，惰性气体的流速为400-550m/s，流量为2300-2800m³/h；熔融液的流量为350-400Kg/h。

具体地，惰性气体的流速可以为400m/s、450m/s、500m/s或550m/s，也可以为400-550m/s范围内的其他任意值。流量可以为2300m³/h、2400m³/h、2500m³/h、2600m³/h、2700m³/h或2800m³/h，也可以为2300-2800m³/h范围内的其他任意值。熔融液的流量可以为350Kg/h、360Kg/h、370Kg/h、380Kg/h、390Kg/h或400Kg/h，也可以为350-400Kg/h范围内的其他任意值。

在一些实施方式中，雾化设备中的环境气体的压力为2-3Kpa。

在一些实施方式中，粉状的铝基中间层合金的粒度为200-600目。

在一些实施方式中，带状的铝基中间层合金的制备方法包括：按重量百分比将原料混合后，经真空熔炼制成合金铸锭，然后将合金铸锭经快淬制成带状的铝基中间层合金。

在一些实施方式中，原料包括纯度均≥99.9％的Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al。

在一些实施方式中，真空熔炼包括：在真空熔炼设备中将原料加热至熔化状态后保温、浇注。

在一些实施方式中，真空熔炼步骤中的真空度为低于5x10^-3pa，再充Ar气进行气氛保护，加热原料至700-800℃，保温时间为15-30min。

具体地，加热原料温度可以为700℃、750℃或800℃，也可以是700-800℃之间的任意数值；保温时间可以为15min、20min、25min或30min，也可以是15-30min之间的任意数值。

在一些实施方式中，真空熔炼后还包括对合金铸锭进行切割和打磨。

在一些实施方式中，快淬包括将合金铸锭重熔、保温，然后将熔体喷至铜辊表面甩带成形。

在一些实施方式中，保温时间为2-5min，铜辊的线速度为25-50m/s，熔体喷射压力为0.02-0.06MPa。

具体的，保温时间可以为2min、3min、4min或5min，也可以为2-5min之间的任意数值；铜辊的线速度可以为25m/s、30m/s、35m/s、40m/s、45m/s或50m/s，也可以为25-50m/s之间的任意数值；熔体喷射压力可以为0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa、0.05MPa或0.06MPa，也可以是0.02-0.06MPa之间的任意数值。

在一些实施方式中，带状的铝基中间层合金的厚度为30μm-90μm。

在一些实施方式中，带状的铝基中间层合金的宽度为10-80mm。

本发明提供了上述铝基中间层合金或上述制备方法制得的中间层合金在焊接高硅铝合金和可伐合金中的应用。

在一些实施方式中，焊接的焊接温度为550-600℃，焊接压力为0.05-0.5MPa，保温时间为10-60min。

具体地，焊接时焊接温度可以为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，也可以为550-600℃范围内的其他任意值。

焊接压力可以为0.08MPa、0.1MPa、0.2MPa或0.4MPa，也可以为0.05-0.5MPa范围内的其他任意值。

保温时间可以为15m、20min或25min，也可以为10-60min范围内的其他任意值。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种铝基中间层材料，由下列重量百分比的组分组成：7.5％Si、23.0％Cu、1.5％Ni、1.5％Ti、1.5％Ag、1.0％Mg、1.0％Ce、1.0％In以及余量的铝。

粉状铝基中间层材料制备方法，包括如下步骤：

(1)以纯度分别为Al≥99.9％、Cu≥99.9％、Si≥99.9％、Cu≥99.9％、Ni≥99.9％、Ti≥99.9％、Ag≥99.9％、Mg≥99.9％、Ce≥99.9％、In≥99.9％的原材料进行酸洗30s、碱洗30s和水清洗10s，已去除表面氧化膜，按照重量配比称量所需铝基中间层合金的原料；

(2)将配制好的原材料置于感应真空熔炼炉中，加热熔化成为铝合金液，并保持的铝液温度为750-850℃，同时加热导流坩埚；

(3)将所得的铝合金液倒入导流坩埚中，然后输送至由高纯氮气体作为环境气体的雾化室中，并以预定流量喷出，于此同时，通过紧耦合气雾化喷嘴喷出预定预热温度和预定雾化压力的氮气气体,对铝液进行雾化处理，形成雾状铝液液滴:雾状铝液液滴在雾化室中的环境气体的冷却和保护下，冷却速凝，形成雾化铝合金粉；

氮气气体经过压缩加热预处理后进入紧耦合气雾化喷嘴中，在预热温度为550-600℃，雾化压力为4.5MPa的条件下从紧耦合气雾化喷嘴中喷出,形成超声速混合气流，以450m/s的流速进行雾化工艺，将铝液破碎成细微的雾化铝液液滴。雾化室中,环境气体的压力保持在2.5KPa。铝液的流量为380Kg/h。氮气气体的流量为2600m³/h。

(4)将得到的所述雾化铝粉利用所述混合气体作为传输介质，送入分级系统进行分级筛选处理，得到不同粒径的微细球形铝合金粉，然后将所述铝合金粉在大气环境下，将铝合金粉放于超声波筛分机中进行超声波筛粉。筛分获得400目的球形粉末。

用制备的铝基中间层粉末材料，将其应用于直接钎焊CE11高硅铝合金和4J29可伐合金，其焊接装配的示意图如图1所示。焊接工艺参数为：焊接温度参数设置为580℃，压力参数设置为0.15MPa，保温时间参数为25min。

焊接得到的焊件的显微组织图如图2所示。

实施例2

一种铝基中间层材料，由下列重量百分比的组分组成：7.5％Si、23.0％Cu、1.5％Ni、1.5％Ti、1.5％Ag、1.0％Mg、1.0％Ce、1.0％In以及余量的铝。

片状铝基中间层材料制备方法，包括如下步骤：

(1)以纯度分别为Al≥99.9％、Cu≥99.9％、Si≥99.9％、Cu≥99.9％、Ni≥99.9％、Ti≥99.9％、Ag≥99.9％、Mg≥99.9％、Ce≥99.9％、In≥99.9％的原材料进行酸洗30s、碱洗30s和水清洗10s，已去除表面氧化膜，按照上述的铝基中间层合金的组成称取原料；

(2)将配制好的原材料置于感应真空熔炼炉中，在熔炼炉中抽真空至5x10^-3pa后，充Ar气进行气氛保护，然后加热至750℃，待料全熔化后保温20min，然后在熔炼炉内进行浇注；

(3)将熔炼好的合金进行机械切割，打磨表面氧化皮及残渣，然后放入单辊甩带机的石英玻璃管中；

(4)在Ar气保护气氛中将母合金进行重熔，待合金完全熔化后保温3min，然后进行用带，35m/s，在真空腔体中甩带时铜辊的线速度为35m/s，熔体喷射压力为0.05MPa。

经过甩带后，将中间层材料制成厚度为50μm，宽度为60mm的带材。

用制备的铝基中间层材料，将其应用于钎焊CE11高硅铝合金和4J29可伐合金，其焊接装配的示意图如图1所示。焊接工艺参数为：焊接温度参数设置为580℃，压力参数设置为0.15MPa，保温时间参数为25min。

焊接得到的焊件的显微组织图如图3所示。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、1.0％Ni、1.0％Ti、2.5％Ag、1.0％Mg、2.0％Ce、1.5％In以及余量的铝。

片状铝基中间层材料制备方法，包括如下步骤：将Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al按比例混合，首先采用真空熔炼，采用真空熔炼及气雾化、超声波筛分，将中间层材料制成400目的球形粉末，其制备工艺同实施例1。

用制备的铝基中间层粉末材料，将其应用于直接钎焊CE11高硅铝合金和4J29可伐合金，焊接工艺参数为：焊接温度参数设置为580℃，压力参数设置为0.15MPa，保温时间参数为25min。

焊接得到的焊件的显微组织图如图4所示。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、1.0％Ni、1.0％Ti、1.0％Ag、1.0％Mg、2.0％Ce、1.5％In以及余量的铝。

片状铝基中间层材料制备方法，包括如下步骤：将Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al按比例混合，首先采用真空熔炼，将熔炼后的合金铸锭，采用线切割及机械切割工艺，将其切割成合金条，将切割后的合金条经过喷砂表面处理，去除表面油污，再将喷砂处理后的合金条经过酒精及丙酮超声波清洗，去除表面油污，将清洗后的合金条快淬工艺，将中间层材料制成厚度为50μm，宽度为60mm的带材。其制备工艺同实施例2。

用制备的铝基中间层片状材料，将其应用于直接钎焊CE11高硅铝合金和4J29可伐合金，焊接工艺参数为：焊接温度参数设置为580℃，压力参数设置为0.15MPa，保温时间参数为25min。

对比例1

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、3.0％Ni、1.5％Ti、1.5％Ag、1.0％Mg、1.0％Ce、2.0％In以及余量的铝。

对比例2

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、1.5％Ni、3.0％Ti、1.5％Ag、1.0％Mg、1.0％Ce、1.0％In以及余量的铝。

对比例3

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、1.5％Ni、1.5％Ti、1.5％Ag、1.0％Mg、1.0％Ce、3.0％In以及余量的铝。

对比例4

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

重量百分比的组分组成为：7.5％Si、23.0％Cu、1.5％Ni、1.5％Ti、1.5％Ag、2.0％Mg、3.5％Ce、1.0％In以及余量的铝。

对比例5

本对比例的铝基中间层材料为带状，其化学组成为：Ag57.6-Cu22.4-In10-Sn10，制备方法同实施例1。

用制备的铝基中间层带状材料，将其应用于直接钎焊CE11高硅铝合金和4J29可伐合金，焊接工艺参数为：焊接温度参数设置为600℃，压力参数设置为0.15MPa，保温时间参数为25min。

对比例6

本对比例提供Al-Si-Mg带状钎料，其化学组成为：Al-11.5Si-1.5Mg。制备方法以及焊接工艺参数同实施例1。

对比例7

本对比例提供Al-Si-Cu带状钎料，其化学组成为：Al-7.5Si-23Cu。制备方法以及焊接工艺参数同实施例2。

实验例

将实施例1-4和对比例1-7焊接后的焊件的接头进行性能检测。实验数据记录至下表中。

表1实验组数据对比

通过表1可看出，将本发明实施例提供的铝基中间层合金焊接高硅铝合金和可伐合金，焊后的接头处剪切强度高，显著优于对比例5、对比例6和对比例7提供的现有的Al-Cu-In-Sn、Al-Si-Mg及Al-Si-Cu钎料；将实施例1-4与对比例1-4对比发现，若化学组分不包括本申请要求的某些化学元素或组分配比不在本发明所保护的范围内时，得到的钎料焊接高硅铝合金和可伐合金后，接头强度低于商用Al-Cu-In-Sn焊料结合强度、与商用Al-Si-Mg及Al-Si-Cu焊料结合强度持平，同时焊后接头气密性漏率也低于商用Al-Cu-In-Sn接头气密性漏率，与商用Al-Si-Mg及Al-Si-Cu焊料接头气密性漏率持平。

综上，本发明提供的铝基中间层合金，由于在现有市场产品Al-Si-Cu钎料的基础上添加了Mg、Ce、Ni、Ti、Ag、In，使得得到的合金钎料应用于高硅铝合金和可伐合金的焊接时，焊接效果好，得到的焊件的接头剪切强度高。

本发明提供的铝基中间层合金的制备方法，工艺简单，可制得本发明请提供的铝基中间层合金。

本发明提供的高硅铝合金和可伐合金的焊接方法，由于采用本发明提供的铝基中间层合金焊接高硅铝合金和可伐合金，因此得到的焊件性能好，接头强度高，气密性良好。

本发明提供的高硅铝合金和可伐合金的复合连接件，采用本发明实施例提供的焊接方法焊接得到。该复合连接件的接头的力学性能好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝基中间层合金，其特征在于，按重量百分比计，所述铝基中间层合金的化学成分为：6.5-8.5％Si、22.0-24.0％Cu、1.0-2.5％Ni、1.0-2.5％Ti、1.0-2.5％Ag、0.3-2.0％Mg、0.3-2.0％Ce、0.3-1.5％In以及余量的铝。

2.根据权利要求1所述的铝基中间层合金，其特征在于，按重量百分比计，所述铝基中间层合金的化学成分为：7-8％Si、22.5-23.5％Cu、1.5-2.5％Ni、1.5-2.5％Ti、1.5-2.5％Ag、1.0-2.0％Mg、1.0-2.0％Ce、1.0-1.5％In以及余量的铝。

3.根据权利要求1或2所述的铝基中间层合金，其特征在于，所述铝基中间层合金的形态为粉状或带状；

优选地，所述铝基中间层合金的形态为粉状，其粒度为200-600目；

优选地，所述铝基中间层合金的形态为带状，其厚度为30μm-90μm，宽度为10-80mm。

4.如权利要求1-3任一项所述的铝基中间层合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括按所述重量百分比将原料混合熔炼，制成铝基中间层合金；

优选地，所述原料包括Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al。

5.根据权利要求4所述的铝基中间层合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将所述铝基中间层合金制备为粉状或带状。

6.根据权利要求5所述的铝基中间层合金的制备方法，其特征在于，所述粉状的铝基中间层合金的制备方法包括：按所述重量百分比将原料混合后，依次真空熔炼、气雾化和超声波筛分制备得到粉状的铝基中间层合金；

优选地，所述原料包括纯度均≥99.9％的Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al；

优选地，所述真空熔炼、气雾化包括：在真空熔炼设备中加热所述原料使其熔化获得熔融液，然后将所述熔融液输送至雾化设备中，并以预定流量喷出，同时通过惰性气体对所述熔融液进行雾化处理，形成雾状液滴，雾状液滴冷却、凝固得到雾化铝合金粉；

优选地，所述真空熔炼步骤中的加热温度为750-850℃；

优选地，所述惰性气体经过预处理后进入紧耦合气雾化喷嘴中对所述熔融液进行雾化处理；

优选地，所述惰性气体的预处理条件为：预热温度为550-600℃，雾化压力为4.0-5.5MPa；

优选地，所述惰性气体的流速为400-550m/s，流量为2300-2800m³/h；所述熔融液的流量为350-400Kg/h；

优选地，所述雾化设备中的环境气体的压力为2.0-3.0Kpa；

优选地，所述粉状的铝基中间层合金的粒度为200-600目。

7.根据权利要求5所述的铝基中间层合金的制备方法，其特征在于，所述带状的铝基中间层合金的制备方法包括：按所述重量百分比将原料混合后，经真空熔炼制成合金铸锭，然后将所述合金铸锭经快淬制成带状的铝基中间层合金；

优选地，所述原料包括纯度均≥99.9％的Si、Cu、Ni、Ti、Ag、Mg、Ce、In和Al；

优选地，所述真空熔炼包括：在真空熔炼设备中将原料加热至熔化状态后保温、浇注；

优选地，所述真空熔炼步骤中的真空度为低于5x10^-3pa，再充Ar气进行气氛保护，加热所述原料至700-800℃，保温时间为15-30min；

优选地，真空熔炼后还包括对所述合金铸锭进行切割和打磨；

优选地，所述快淬包括将所述合金铸锭重熔、保温，然后将熔体喷至铜辊表面甩带成形；

优选地，所述保温时间为2-5min，所述铜辊的线速度为25-50m/s，所述熔体的喷射压力为0.02-0.06MPa；

优选地，所述带状的铝基中间层合金的厚度为30μm-90μm；

优选地，所述带状的铝基中间层合金的宽度为10-80mm。

8.如权利要求1-3任一项所述的铝基中间层合金或如权利要求4-7任一项所述制备方法制得的中间层合金在焊接高硅铝合金和可伐合金中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述焊接的焊接温度为550-600℃，焊接压力为0.05-0.5MPa，保温时间为10-60min。

10.一种高硅铝合金和可伐合金的复合连接件，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的焊接方法焊接得到。

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