本发明涉及一种含sm的镁合金钎焊钎料及其制备方法、应用,属于镁合金焊接连接技术领域。
背景技术:
镁合金是工业中可应用的最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度比刚度高、导电导热性好、阻尼减振性能优异、电磁屏蔽效果佳、机械加工性能良好、易回收等优点,在航空航天、国防军工、汽车制造、电子产品等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。由于产品轻量化的需求,对应用广泛的一些镁合金进行钎焊的需求越来越迫切,这就需要研究和开发镁合金钎焊所需的钎料。
但是,目前已获得商业化应用的镁合金钎焊钎料品种较少,且存在一些问题和不足,如熔化温度过高,导致钎焊温度过高;含有贵重元素,导致钎料成本较高;适用范围较窄,并不适于钎焊广泛应用的mg-al系、mg-zn系等镁合金。因此,研究和开发制备工艺简单、钎焊工艺性能优良、接头综合性能良好的低熔点低成本钎料,就成为镁合金结构件焊接连接制造中急需解决的关键技术问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种含sm的镁合金钎焊钎料,钎焊性能优良。
本发明还提供上述镁合金钎焊材料的制备方法,该方法工艺简单,适宜于工业化生产。
本发明还提供上述镁合金钎焊材料的应用。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:
一种含sm的镁合金钎焊钎料,主要由以下质量百分比的组分组成:30~32%的al,4~6%的zn,0.5~1.5%的sm,余量为mg。
本发明含sm的镁合金钎焊钎料组分为mg-al-zn-sm。al的加入量选为30~32wt%,接近mg-al合金的共晶成分,可降低钎料熔炼及浇注温度,提高钎料强度、硬度和流动性;zn的加入量选为4~6wt%,可进一步降低钎料熔化温度,通过固溶和时效强化作用提高钎料强度,减轻杂质造成的腐蚀问题;sm的加入量选为0.5~1.5wt%,可细化钎料合金晶粒尺寸,改善钎料活性和润湿性,提高钎焊接头强度。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料,主要由以下质量百分比的组分组成:32%的al,4%的zn,1.5%的sm,余量为mg。
所述sm的原料为mg-sm中间合金。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料的制备方法,包括:取配方量的mg、al、zn和mg-sm中间合金,熔化后升温至710-730℃并保温3-8min、浇铸,即得。
所述升温是在感应炉中进行。
所述浇铸为进行金属型铸造。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料在钎焊方面的应用,钎焊温度为450–470℃。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料,用于固相线温度在470℃以上的镁合金的钎焊。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料,用于钎焊az31b镁合金接头。
本发明含sm的镁合金钎焊钎料的熔化温度范围为420-438℃,钎焊温度范围为450-470℃。在钎焊温度下,钎料具有良好的铺展性和间隙填充性,可用于固相线温度在470℃以上的镁合金的钎焊。采用炉中钎焊工艺钎焊az31b镁合金接头时,钎焊搭接接头抗剪强度在30-38mpa之间,钎焊对接接头抗拉强度在40-48mpa之间。
本发明含sm的镁合金钎焊钎料应用范围较宽,可以用于保护气氛钎焊、感应钎焊、炉中钎焊等工艺,可以用于mg-al系、mg-zn系镁合金及其构件的钎焊,有着广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明涉及到的原料纯mg、al、zn和mg-sm中间合金均为市售产品,包括纯度为99.8%的mg、al、zn,纯度为99.5%的mg-sm中间合金。
实施例1
本实施例的含sm的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成:30%的al,6%的zn,0.5%的sm,余量为mg。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料的制备方法:取配方量的纯mg、al、zn和mg-sm中间合金,在co2+sf6混合气体保护下,于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min,浇入钢制模具进行金属型铸造,即得。
实施例2
本实施例的含sm的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成:31%的al,5%的zn,1.0%的sm,余量为mg。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料的制备方法:取配方量的纯mg、al、zn和mg-sm中间合金,在co2+sf6混合气体保护下,于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min,浇入钢制模具进行金属型铸造,即得。
实施例3
本实施例的含sm的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成:32%的al,4%的zn,1.5%的sm,余量为mg。
上述的含sm的镁合金钎焊钎料的制备方法:取配方量的纯mg、al、zn和mg-sm中间合金,在co2+sf6混合气体保护下,于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min,浇入钢制模具进行金属型铸造,即得。
对比例
本对比例的镁合金钎焊钎料主要由以下质量百分比的组分组成:31%的al,5%的zn,余量为mg。
上述的镁合金钎焊钎料的制备方法:取配方量的纯mg、al、zn,在co2+sf6混合气体保护下,于感应炉中熔化后升温至720℃并保温5min,浇入钢制模具进行金属型铸造,即得。
试验例
实施例1-3及对比例中制得的钎料对az31b薄板(3mm厚)进行炉中钎焊,测定钎焊接头抗剪强度和抗拉强度,结果如表1所示。
表1实施例1-3所得镁合金钎焊钎料成分和接头力学性能
本发明的镁合金钎焊钎料,经过熔炼、铸造制得,制备工艺简单,钎焊工艺性能优异,接头抗剪强度为30-38mpa,抗拉强度为40-48mpa,综合性能良好,在镁合金的焊接连接中有着广阔的应用前景。