基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料及制备方法和钎焊工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料及制备方法和钎焊工艺，该钎料以重量百分比计的元素成分包括：Zn8.8％?11.5％、Al8.2％?9.3％、Ni3.8％?5.5％、Ag1.0％?3.0％、Ti1.0％?2.0％、Cu0.8％?2.2％、Mn0.5％?1.0％、余量为Mg。本发明的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，镁合金钎料的钎焊温度在425℃?475℃，钎料熔化温度适中，钎料成分均匀；使用镁合金钎料箔片有利于促进钎焊连接过程中各合金元素的扩散和界面反应，提高钎料在稀土镁合金的润湿铺展性和间隙填充性，细化晶粒和减小残余应力，提高接头的结合强度。
【专利说明】
基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料及制备方法和钎焊工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料及制备方法和钎焊工艺，属于钎焊领域。
【背景技术】
[0002]镁及镁合金是目前金属结构材料中最轻的一种材料(P= 1.74g/cm3)，其具有密度低、比强度高、减震性好、电磁屏蔽性好、导电导热性好、加工性好、热成型性好、易回收利用等特点而广泛备受青睐。随着高新技术的飞跃发展，为实现轻量化、低能耗、环保型等绿色发展道路，国际上对金属材料的应用发生了显著的变化，降低了传统金属材料的应用，而以镁合金为代表的轻金属材料持续增长。全世界研究者高度重视镁合金的研究与发展，将其誉为21世纪的绿色工程环保材料，作为21世纪的重要战略物质。在电子、汽车、航空航天和国防军工等领域具有极其重要的应用价值和广阔的发展前景，因此关于镁合金的连接的研究也越来越受到各个领域研究者的重视。
[0003]钎焊作为一种连接技术，可以很好地开拓镁合金的应用领域。但是目前商业应用的镁合金钎料品种非常少。美国的BMg-1、BMg-2a(美国试验材料学会牌号分别为AZ92A、AZ125A)是目前常用的镁合金钎料，钎焊温度范围分别为604°C-616°C和582°C-610°C，钎焊温度太高，且配以的钎剂熔点温度也较高(538°C以上)；日本的MC3标准镁合金钎料，其成分非常接近于美国的BMg-Ι，该钎料的温度范围为605°C_615°C，钎焊温度也过高。日本研发的In-Mg-Zn-Al钎料，其钎料熔化温度范围为449 V-490°C，虽然降低了钎焊温度，但钎料中含有大量的贵金属In，极大的提高了钎料的成本。近年来Mg-Al-Zn钎料开始应用于AZ系镁合金的焊接，但是焊接接头的强度还有待进一步提高。
[0004]目前镁合金钎焊接头的性能都相对较低，远低于镁合金基体材料的性能(0>200MPa)。专利号201110000830.0—种Al-Mg-Zn镁合金钎焊钎料钎焊AZ3IB镁合金所得钎焊搭接接头抗剪强度为23MPa-28MPa，对接接头的抗拉强度为39MPa-44MPa;申请号200910092578.3—种含稀土的镁合金钎焊钎料钎焊AZ3IB镁合金，钎焊搭接接头抗剪强度为38MPa-39MPa，对接接头的抗拉强度为53MPa-62MPa;专利号201110205638.5发明的一种含稀土元素Er的镁合金，钎焊镁合金所得钎焊搭接接头剪切强度为40MPa-46MPa;申请号200910092579.8—种Zn-Mg镁合金钎焊钎料，钎焊AZ31B镁合金的搭接接头抗剪强度为38MPa-43MPa，对接接头的抗拉强度为52MPa-53MPa;申请号200910092580.0—种用于镁合金钎焊Zn-Mg-Al钎料，钎焊AZ31B镁合金的搭接接头抗剪强度为43MPa-45MPa，对接接头的抗拉强度为59MPa-62MPa;申请号200910184467.5锌镁基钎料合金钎焊镁合金所得搭接接头抗剪强度为53MPa-68MPa;申请号200910184466.0镁基钎料合金，钎焊镁合金所得钎焊搭接接头抗剪强度为57MPa-70MPa。因此，开发用于镁合金钎焊的镁基钎料是镁合金钎焊领域急需解决的问题，尤其是研制一种适用于稀土镁合金钎焊填充材料，其钎焊温度较低、抗腐蚀性好等有益性能，提高稀土镁合金基体材料的整体强度和耐热性能。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料及制备方法和钎焊工艺，钎料强度高、耐热性能较好，钎焊温度在425°C-475 °C，钎料熔化温度适中，钎料成分均匀。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，所选钎料以重量百分比计的元素成分包括:Zn8.8%-11.5%、A18.2%-9.3%、Ni3.8%-5.5%、Agl.0%-3.0%、Til.0%-2.0%、Cu0.8%-2.2%、Mn0.5%-1.0%、余量为 Mg。
[0007]作为优选，所述钎焊用料由以下重量百分比的组分组成:Zn9.0 % -1 I %、A18.2 % -8.8%^Ni3.8%-5.2%^Agl.5%-2.5%^Til.0%-1.8%^Cul.0%-2.0%^Mn0.6%-1.0%^余量为Mg。
[0008]作为优选，将以下组分Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg按比例混合均匀，质量百分比含量如下:10%Zn、8.5%Al、4.5%N1、2.0%Ag、1.4%T1、1.5%Cu、0.8%Mn、余量为 Mg。
[0009]作为优选，所述钎料为箔片带状，厚度为0.1-0.3mm。
[0010]一种上述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0011]1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗15_20min;
[0012]2)将步骤I超声清洗后的混合物在30_50°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0013]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面的间距调整为100-200μπι;
[0014]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满纯度>99.99 %的高纯Ar气至200-250mbar，对整个腔体进行保护；
[0015]5)开启电机，使铜辊转速us = 30m/S-32m/S，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体5s-10s;
[0016]6)将Ar气气压调制P = 20_40KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为0.1-0.3mm ο
[0017]作为优选，所述步骤3中石英管喷嘴呈长方形，其长度为8-10mm，宽度为0.8-1.2mm ο
[0018]作为优选，所述步骤6中铜辊直径为250mm，铜辊宽度为50mm。
[0019]一种上述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，其特征在于包括以下步骤:
[0020](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15_20min，并进行烘干处理；
[0021](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.02MPa-0.04MPa的恒定垂直压力；
[0022](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.0L/min-1.5L/min，升温速率为20°C-30°C/min，钎焊温度为425°C-475 °C,保温时间I Omin-15min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0023]作为优选，所述步骤(2)中稀土镁合金钎剂各组分质量百分比含量如下:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl。
[0024]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0025](I)本发明镁合金钎料的钎焊温度在425°C_475°C，钎料熔化温度适中，钎料成分均匀;使用镁合金钎料箔片有利于促进钎焊连接过程中各合金元素的扩散和界面反应，提高钎料在稀土镁合金的润湿铺展性和间隙填充性，细化晶粒和减小残余应力，提高接头的结合强度；
[0026](2)采用本发明的钎料连接稀土镁合金的钎焊工艺稳定可靠，利用感应钎焊、火焰钎焊和电阻钎焊连接，构件在加热过程中无氧化、软化和过烧等现象，整个构件无变形，无微观裂纹、气孔和夹杂等缺陷，其表面润湿铺展较好，充分填充钎缝，提高了接头的整体连接强度，以及拥有良好的塑性变形能力，因而能获得更为稳定可靠的钎焊接头；
[0027](3)本发明钎料连接镁合金，钎料与基体母材充分形成固溶冶金反应，组织细粒，填充均匀，体现出本发明钎料的优异的连接性能，具有较强的结合强度，镁合金的应用领域；
[0028](4)本发明获得的镁合金钎料制备和钎焊工艺简单，实施方便快捷，成分易于控制，杂质少，适合高质量钎料合金的批量生产，钎料的制备及钎焊工艺可重复再现，便于广泛的推广与应用。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明，但本发明并不仅局限于以下实施例。
[0030]实施例1
[0031]钎料的成分及质量百分比配比为:9.0%211、8.8^^1、3.8%附、2.5^^8、1.0%11、2.0%Cu、0.6%Mn、Mg72.3%o
[0032]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0033]1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗20min;
[0034]2)将步骤I超声清洗后的混合物在30°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0035]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.2_;
[0036]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至200mbar，对整个腔体进行保护；
[0037]5)开启电机，使铜辊转速us = 31m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体8s ；
[0038]6)将Ar气气压调制P = 30KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为0.3mm ο
[0039]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0040]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0041]—种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0042](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0043](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.04MPa的恒定垂直压力；
[0044](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.5L/min，升温速率为30°C/min，钎焊温度为475°C，保温时间1min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0045]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为125MPa。
[0046]实施例2:
[0047]钎料的成分及质量百分比配比为:10%211、8.5^^1、4.5%附、2.0^^8、1.4%1^、1.5%Cu、0.8%Mn、71.3%Mgo
[0048]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0049]1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗15min;
[0050]2)将步骤I超声清洗后的混合物在40°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0051 ] 3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.1mm;
[0052]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至250mbar，对整个腔体进行保护；
[0053]5)开启电机，使铜辊转速us = 31m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体8s ；
[0054]6)将Ar气气压调制P = 20KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为0.2mmo
[0055]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0056]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0057]一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0058](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0059](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.03MPa的恒定垂直压力；
[0060](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.0L/min，升温速率为25°C/min，钎焊温度为450°C，保温时间1min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0061]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为132MPa。
[0062]实施例3:
[0063]钎料的成分及质量百分比配比为:ll%Zn、8.2%Al、5.2%N1、1.5%Ag、1.8%T1、1.0%Cu、1.0%Mn、Mg70.3%o
[0064]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0065]1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗20min;
[0066]2)将步骤I超声清洗后的混合物在50°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0067]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.1mm;
[0068]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至200mbar，对整个腔体进行保护；
[0069]5)开启电机，使铜辊转速us = 31m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体8s ；
[0070]6)将Ar气气压调制P = 40KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为
0.1mm0
[0071]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0072]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0073]一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0074](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0075](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.02MPa的恒定垂直压力；
[0076](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.5L/min，升温速率为20°C/min，钎焊温度为425°C，保温时间15min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0077]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为118MPa。
[0078]实施例4
[0079]钎料的成分及质量百分比配比为:8.8%Zn、9.3%Al、5.5%N1、3.0%Ag、1.0%T1、2.2%Cu、1.0%Mn、Mg69.2%。
[0080]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0081 ] 1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗15min;
[0082]2)将步骤I超声清洗后的混合物在30°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0083]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.1mm;
[0084]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至200mbar，对整个腔体进行保护；
[0085]5)开启电机，使铜辊转速us = 32m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体1s ；
[0086]6)将Ar气气压调制P = 30KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为
0.1mm0
[0087]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0088]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0089]一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0090](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15min，并进行烘干处理；
[0091](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.02MPa的恒定垂直压力；
[0092](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.0L/min，升温速率为20°C/min，钎焊温度为475°C，保温时间15min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0093]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为122MPa。
[0094]实施例5:
[0095]钎料的成分及质量百分比配比为:9.0%211、8.2^^1、5.2%附、2.5^^8、1.8%11、2.0%Cu、0.6%Mn、70.7%Mgo
[0096]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0097]1)按质量百分比称取高纯度的211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗ISmin;
[0098]2)将步骤I超声清洗后的混合物在40°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0099]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.15_;
[0100]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至250mbar，对整个腔体进行保护；
[0101]5)开启电机，使铜辊转速us = 30m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体5s ；
[0102]6)将Ar气气压调制P = 20KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为
0.2mmo
[0103]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0104]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0105]—种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0106](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗18min，并进行烘干处理；
[0107](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.03MPa的恒定垂直压力；
[0108](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.0L/min，升温速率为25°C/min，钎焊温度为450°C，保温时间1min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0109]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为132MPa。
[0110]实施例6:
[0111]钎料的成分及质量百分比配比为:11.5%211、9.3^^1、5.5%附、3.0^^8、2.0%T1、2.2%Cu、1.0%Mn、Mg65.5%。
[0112]上述一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0113]I)按质量百分比称取高纯度的Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗20min;
[0114]2)将步骤I超声清洗后的混合物在50°C的温度下烘干，得到干燥的混合物；
[0115]3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入专有的石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为0.1mm;
[0116]4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满高纯Ar气(纯度>99.99%)至200mbar，对整个腔体进行保护；
[0117]5)开启电机，使铜辊转速us = 31m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体8s ；
[0118]6)将Ar气气压调制P = 40KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为
0.1mm0
[0119]稀土镁合金(Nd0.010 %、Ce0.264%、Mn I.74 %、Pb0.0 14 %、Ni 0.003 %、Zn0.004%, Sn0.004% ,S1.028% , La0.002 %、余量为Mg)对接接头高频感应电阻钎焊，试样尺寸均为20_ X 20mm X 6mm，待奸焊面为20_ X 6mm截面。
[0120]钎剂各组分质量百分配比:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl0
[0121]—种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，包括以下步骤:
[0122](I)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗20min，并进行烘干处理；
[0123](2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.02MPa的恒定垂直压力；
[0124](3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为1.5L/min，升温速率为20°C/min，钎焊温度为425°C，保温时间15min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。
[0125]结果:钎焊获得的稀土镁合金连接接头形成良好，金相观察发现钎焊区形成致密的界面结合，合金成分分布均匀，室温剪切强度为128MPa。
[0126]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，其特征在于:所选钎料以重量百分比计的元素成分包括:Ζη8.8%-11.5%、Α18.2%-9.3%、Ni3.8%-5.5%、Agl.0%-3.0%、Til.0%-2.0%、Cu0.8%-2.2%、Mn0.5%-1.0%、余量为 Mg。2.根据权利要求1所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，其特征在于:所述钎焊用料由以下重量百分比的组分组成:Zn9.0%-ll%、A18.2%-8.8%、Ni3.8%-5.2%、Agl.5%-2.5%、Til.0%-1.8%、Cul.0%-2.0%、Mn0.6%-1.0%、余量为 Mg。3.根据权利要求2所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，其特征在于:将以下组分211、六1、祖、48、11、(:11、111和1^按比例混合均匀，质量百分比含量如下:10%211、8.5%八1、4.5%N1、2.0%Ag、1.4%T1、1.5%Cu、0.8%Mn、余量为 Mg。4.根据权利要求2所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料，其特征在于:所述钎料为箔片带状，厚度为0.1-0.3mm。5.—种如权利要求1至4任一项所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)按质量百分比称取211^1、附^8、11、01、111和1%块状制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在室温下进行超声清洗15-20min; 2)将步骤I超声清洗后的混合物在30-50°C的温度下烘干，得到干燥的混合物； 3)将混合物Zn、Al、N1、Ag、T1、Cu、Mn和Mg装入石英玻璃管中，装在甩带机的高频感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面的间距调整为100-200μπι; 4)关闭炉门，采用机械栗抽真空至1.5X10—1Pa,然后采用分子栗抽高真空，高真空度不低于9 X 10—4Pa，然后腔体充满Ar气至200-250mbar，对整个腔体进行保护； 5)开启电机，使铜棍转速Us= 30m/s-32m/s，再开启高频电源，将石英玻璃管内的金属混合物高频感应加热至完全均匀恪融后，保温过热恪体5s-10s ； 6)将Ar气气压调制P= 20-40KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到急冷钎料箔片带，厚度为0.l-0.3mmo6.根据权利要求5所述的钎料的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中石英管喷嘴呈长方形，其长度为8-10_，宽度为0.8-1.2_。7.根据权利要求5所述的钎料的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的制备方法，其特征在于:所述步骤6中铜棍直径为250mm，铜棍宽度为50mm。8.—种如权利要求1至4任一项所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)准备阶段:对待钎焊的稀土镁合金待焊面进行清理，除去表面的杂质、油污以及氧化膜，利用W28-W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，将稀土镁合金及钎料箔片一起置于丙酮中，采用超声波清洗15_20min，并进行烘干处理； (2)装配阶段:将清洗后的钎料箔片置于稀土镁合金待焊表面之间，在待连接界面周围添置稀土镁合金钎剂，并紧贴装配于专用钎焊夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.02MPa-0.04MPa的恒定垂直压力； (3)钎焊连接阶段:将装配好的夹具整体置于高频感应电阻炉设备中，充入氩气进行保护，Ar气流量为 I.0L/min-1.5L/min，升温速率为20 °C-30 °C/min，钎焊温度为425 °C-475 °C，保温时间10min-15min，冷却至室温，取出被焊连接件即可。9.根据权利要求8所述的基于稀土镁合金钎焊的镁合金钎料的钎焊工艺，其特征在于:所述步骤(2)中稀土镁合金钎剂各组分质量百分比含量如下:3.0%ZnF2、8.5%ZnCl2、5.0%NaF、2.0%LiF、12%NaCl、35%LiCl、34.5%KCl。
【文档编号】B23K35/28GK106001984SQ201610420068
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】邹家生, 杨骏, 许祥平, 黄晓龙
【申请人】江苏阳明船舶装备制造技术有限公司