tal Foil on Aluminum Matrix Composite.Journalof Materials Engineering and Performance,2013,22(7):1982-1994.
[0023][16]GF Zhang,B Chen,MZ Jin,JX Zhang.Active-Transient Liquid Phase(A-TLP)Bonding of High VolumeFract1n SiC Particle Reinforced A356 MatrixComposite.Materials Transact1ns，2015，56(2):212-217.
[0024][17]GF Zhang,XJ Liao，B Chen,LJ Zhang,JX Zhang.Approach to In-SituProducing Reinforcing Phase Within anActive-Transient Liquid Phase Bond Seamfor Aluminum MatrixComposite.Metallurgical and Materials Transact1ns A，2015，46(6):2568-2578.
[0025][18]李娟，王克鸿，张德库，徐佳宁.填充 Al-Cu-S1-N1-Mg 的 70vol.%SiCp/ZL101复合材料钎焊接头的组织及性能.热加工工艺，2015,44(19):183-186.
[0026][19]王鹏，徐冬霞，陈龙，牛济泰.高体积分数SiCP/6063Al复合材料真空钎焊工艺及润湿机理研究.热加工工艺，2014,43(3):155-160.
【发明内容】
[0027]本发明的目的在于提供一种适于高体积分数SiC强化的铸铝基复合材料(极难润湿)的活性钎料及其制备方法，以便实现预期的高体积分数SiC颗粒增强铸铝基复合材料的“中低温” “原位强化活性液相扩散焊”(原位强化是指对钎缝而言；活性是指对界面润湿性而言)。
[0028]为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0029]—种适于高体积分数SiC强化的铸铝基复合材料的中温活性钎料，对于连金属基体/金属钎料(Μ/M)界面也难润湿的高体积分数铝基复合材料(70vol.%SiCp/ZL101)，本发明提出并制备了以Mg作为核心降熔元素与活性元素、Mg与Ga含量均较高，Mg-Ga-Ti并存的，但熔点远比常用Al-12Si共晶低的Al-Mg-Ga-Ti系活性钎料，其中各元素质量比为:10?30 %的Mg，10?20 %的Ga，0.1?3 %的Ti，余量为A1。高Mg在M/M界面的去膜反应不过度依赖于氧化膜的涨裂，适于“热膨胀系数较小”基体氧化膜涨裂困难的高体积分数铝基复合材料;Mg还可与ZL101基体及S i C强化相中的S i可能反应生成Mg2S i相。高镓有利于钎料的快速软化、降低活性钎料固相线，适于“硬度与蠕变强度均高”的高体积分数铝基复合材料，可使钎料与母材间更早、更大范围地接触、闭合、隔氧，促使早期低温段反应。Ti的添加一方面为了在陶瓷颗粒界面处诱发、强化颗粒/钎料金属(P/Μ)界面的在高温阶段的反应润湿，另一方面为了在钎缝中形成含Ti的、熔点高的、离散分布的、细小的金属间化合物作原位强化相，此外还有利于承受初期压力，防止在固相线降低情况下初生液相被过早挤出;Mg-Ga并存改善早期低温段M/M界面润湿;Mg-Ga-Ti并存兼顾低温与高温段的P/Μ界面润湿反应。
[0030]所述Al-Mg-Ga-Ti系活性钎料优选Al-24Mg-16Ga-lTi钎料，该钎料按照质量分数由以下组分组成:24%的Mg,16%的Ga，1 %的Ti，余量为A1。
[0031 ] 所述Al-24Mg-16Ga-lTi钎料的熔化范围为383?497°C
[0032]上述适于高体积分数SiC强化的铸铝基复合材料的活性钎料的制备方法，包括以下步骤:
[0033]将块状纯A1、液态Ga以及块状Al_5Ti中间合金混合后加入坩祸内，然后在流动氩气(Ar)保护作用下，将坩祸自室温加热至750?800°C并开始保温，待保温10?30min后加入块状纯Mg，然后继续保温10?30min，保温结束后自然冷却至150?200°C时停止氩气保护，然后继续自然冷却至室温，得到熔炼块，该熔炼块即为所述Al-Mg-Ga-Ti系活性钎料。
[0034]所述加热采用高频感应加热。
[0035]所述方法还包括以下步骤:将所述熔炼块经急冷甩带成型，得到钎料箔带。
[0036]在钎焊工艺方面，所述Al-Mg-Ga-Ti系活性钎料采用钎料微熔与较高压力的工艺条件，以获得高强度接头;其中，微熔是指钎焊温度轻微高于(仅高2?10°C)活性钎料的熔点(以Al-24Mg-16Ga-lTi钎料为例，S卩比497°C高2?10°C)，目的在于为了防止在高体积分数SiC情况下低固相线液态钎料在尚未与复合材料反应润湿的情况下即被过早挤出；较高压力是指钎焊压力为1?1.5MPa，采用较高压力的目的在于高体积分数复合材料的抗蠕变强度高，施加高压有利于此类母材与含Ti高Mg活性钎料在Ga的帮助下更早、更大范围的接触及反应，也有利于防止空气的持续侵入、缩短等温凝固时间。
[0037]所述钎焊温度优选为480?510°C。
[0038]所述钎焊工艺具体是指原位强化活性液相扩散焊。
[0039]另一种适于高体积分数SiC强化的铸铝基复合材料的活性钎料，该活性钎料为A1-Mg-Ti系活性钎料，所述Al-Mg-Ti系活性钎料按质量分数由以下组分组成:10?30%的Mg，0.1?3%的11，余量为八1。
[0040]本发明具有以下创新点:
[0041]1)该系钎料一方面通过Mg、Ga降熔元素(同时也是活性元素)去膜，改善了金属基体与钎料金属(M/M)界面的润湿性，并通过Mg、Ga、Ti三重活性元素几乎完全消除陶瓷颗粒与钎料金属(P/Μ)界面间隙，改善了 P/Μ界面润湿性，其中Ga具有优良的低温润湿性，甚至于在450°C也能完美连续润湿大尺寸SiC(长度可达ΙΟΟμπι)，而Ti主要在高温下起到润湿碳化硅的作用；另一方面在钎缝中离散结晶出细小A1 -Mg-Ga-Ti四元金属间化合物，由此实现了对等温凝固所得固溶体型钎缝基体的原位强化，钎缝显微硬度为Hv80，比基体高Hv20，显著强化了钎缝强度。
[0042]2)Al-24Mg-16Ga-lTi活性钎料的熔点(383°C?497°C)低于ZL101固相线温度(557°C)，远低于常见Al-Si系与Al-S1-Mg系钎料的熔点(577°C以上)，适于ZL101母材的钎焊。显然，其中固相线的降低(比Al-Mg共晶450°C与Al-Cu-Si三元共晶525°C都低)得益于镓(Ga)的加入，这为钎料快速软化并与复合材料母材表面的先期大范围接触、随后的活性元素Mg的各种扩散及反应创造了有利条件。钎料所含活性元素越多则要求对钎料的保护越严格，而Ga加入后的熔点降低、快速软化相当于在质地坚硬、弹性模量大、蠕变强度高的高体积分数复合材料界面间预置了软质的中间层，对增大密合微区数量、密合程度、防止对前述密合区的氧化、封闭间隙防止氧化都很有裨益。
[0043]3)钎焊温度设在中温(500°C左右)，即钎料处于微熔或近半固态下施焊，允许加压而不会发生钎料挤出；同时避免较高温度下(如550°C)ZL101基体过度溶解，进入液相的Si将导致钎缝中出现的原位强化相(含Si的Al-T1-Si相)粗大化。
[0044]4)界面润湿优良，即便对于高体积分数70Vol.%SiCp/ZL101，甚至在450°C条件下，大尺寸SiC颗粒(长达ΙΟΟμπι)也能完全润湿;ZL101基体同时能被溶解。
[0045]5)在500°C X 1.5MPa X 30min条件下，接头剪切强度平均值为118.6MPa，为母材剪切强度(120MPa)的98.8%。值得指出，该剪切强度高达现有报道的其他各种含Mg钎料钎焊接头剪切强度(约40?60MPa)的2?3倍。
[0046]总之，本发明对常用的高体积分数70vol.% SiCp/ZL101复合材料，为了进一步在中低钎焊温度下获得较高的剪切强度，基于申请者提出的“原位强化活性液相扩散焊(InsituA-TLP)”思路，“利用反应润湿改善P/Μ界面的润湿性”及“利用升熔元素获得原位强化钎缝”的原则性思路，研发了新的Al-Mg-Ga-Ti系活性钎料，既改善了P/Μ界面润湿性(甚至在较低的450°C )，又在钎缝内获得了原位强化相，接头强度有效系数高达母材的98 %，改进效果突出又稳定，证明了该系钎料显著的优越性。值得指出的是，采用本发明给出的A1-24Mg-16Ga-lTi钎料钎焊70vol.% SiCp/ZL101复合材料所得接头剪切强度高达现有报道的其他各种含Mg钎料钎焊接头剪切强度(约40?60MPa[ 16,18])的2?3倍;对于高体积分数铝基复合材料(70vol.%SiCp/ZL101)母材，在允许使用较高钎焊温度的情况下，可使用A1-24Mg-lTi系钎料。
【附图说明】
[0047]图1为Al-24Mg-16Ga_lTi(a)与Al-24Mg_lTi(b)活性钎料带的DSC曲线:前者的固相线与液相线均远低于已报道过的添加Mg、Ni的改进钎料；
[0048]图2(a)为Al-24Mg-lTi钎料箔带对70vol.%SiCp/ZL101铝基复合材料润湿性的微观组织照片(550°CX30min;流动Ar):P/M界面部分已润湿，部分未润湿，但已润湿部分也反映了Mg-Ti的一定的有益作用；图2(b)为图2(a)中A区域的放大，图2(c)为图2(b)中虚线框区域的放大，图2(d)为图2(a)中B区域的放大，图2(e)为图2(d)中虚线框区域的放大；
[0049]图3(a)为Al-24Mg-16Ga-lTi钎料箔带对70vol.%SiCp/ZL101铝基复合材料润湿性的微观组织照片(550°CX30min;流动Ar):P/M界面几近全润湿；图3(b)为图3(a)中A区域的放大，图3(c)为图3(b)中虚线框区域的放大，图3(d)为图3(a)中B区域的放大，图3(e)为图3(d)中虚线框区域的放大；
[0050]图4(a)为采用Al-24Mg-lTi中间层所得接头的(母材:70vol.%SiCp/ZL101;500°CX 30min X IMPa;流动Ar)微观组织照片:P/M界面部分存在间隙，但也反映了Mg-Ti的一定作用；图4(b)为图4(a)中虚线框区域的放大；
[0051 ]图5a为钎焊温度与压力对接头组织的影响示意图(1000 X，焊接温度450°C，IMPa压力，保温30min，Ar保护，中间层为六1-241%-166&-111);
[0052]图5b为图5a中虚线框部分的放大(3000X )；
[0053]图5c为钎焊温度与压力对接头组织的影响示意图(1000X，焊接温度500°C，IMPa压力，保温30min，Ar保护，中间层为六1-241%-166&-111);