一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法

专利名称：一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法
技术领域：
本发明属于焊料领域，具体涉及一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法。
背景技术：
进入二十一世纪以来，随着低碳经济的发展，大众交通工具轻量化、以铝代钢的趋势十分明显。汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体、底盘结构件材料，车门窗、货架、 汽车发动机零部件、空调器、散热器、车身板、轮毂等都有用铝材制造。平均每辆汽车需要铝加工品100公斤以上，且全铝汽车快速发展，高速轨道车辆(高速列车)的高强度铝合金结构件用量占整车材料总量的70%，民航机上用的铝合金结构件占整机材料的80%。其他交通设备如航空、航天器，各种小型民用车辆的制造业也大量需要各种铝合金结构件。工业用铝合金的总量于2009年已超过200万吨，仅汽车行业的用量就达到130万吨。在上述设备所用铝合金结构件中，大约有15 20%的铝合金结构件经过钎焊加工构成，按照1%的钎焊平均耗材率计算，铝基钎料的需求量约为3000 4000吨。当代交通设备常用的变形铝合金牌号有2A21(LF21)、5A05等防锈铝，6061、6063 等锻铝，2B11(LY8)、2B16(LY16)等硬铝，7003 (LC12)、7076等超硬铝；常用铸造铝合金的牌号有ZL201、ZL205A、ZL401、ZL402等。其中用于关键部位和重载部位的高强度变形铝合金结构件和高强度铸造铝合金零件，其材质中按合金系的不同，分别加入较高含量的Si、Cu、 Si等能够极大提高铝合金强度同时也能强烈降低率和金融点的低熔点元素，使铝合金的熔点降到很低。例如民航机及汽车常用的铝合金7003，主要合金元素为Si，合金度6. 65%， 其熔点(固相线温度)570°C，液相线温度615°C。低熔点铝合金结构件钎焊连接对钎料的性能要求更高。为了获得优良的钎焊接头，钎料液相线必须低于母材固相线一定的温度差距，最好能达到50°C，并要求它对母材有十分良好的润湿性和铺展性，通过与母材之间相互作用， 能够形成强度、韧性足够高的钎焊接头。对于高强度铝基钎料来说，低熔点与高强度是一对矛盾，互为消长，往往很难两者兼备。目前市场上提供的铝基钎料有 BA188Si (400), BA167SiCu(401)、BA186SiCu (402)、BA176SiZnCu(403)等十多个牌号，在这些铝基钎料中其熔点低的，又非常脆，强度、 韧性低；其强度高的，熔点又很高，没有解决铝基钎料同时具有低熔点、高强度、高韧性和塑性、高的铺展性、同时适用于低熔点的变形铝合金和铸造铝合金的技术问题。到目前为止， 数量很多的性能优异、应用场合重要的低熔点高强度变形铝合金和铸造铝合金都还没有性能与之匹配的铝基钎焊料进行钎焊加工，只能用作为非钎焊结构件，在一定程度上牵制了高强度铝合金钎焊整体技术的发展，制约了高强度铝合金钎焊结构件的推广应用，同时也在某种程度上影响了低碳经济的全面、快速发展
发明内容
本发明是针对现有钎焊技术中存在的技术问题，提供一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法。本铝基钎料同时具有低熔点、高强度、高韧性、高抗腐蚀性、高的铺展性、同时适用于低熔点的变形铝合金和铸造铝合金的特点。本发明提供的铝基钎料是在 Al-Si-Cu铝基钎料基本成分的基础上加入低熔点元素Zn、Sn和辅助元素Ni，同时添加微量的稀土金属Ce和稀有金属Sr、Zr，使其机械性能、理化性能和钎焊工艺性能获得极大的改善，从而获得性能优异的铝基钎料。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案
一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料，按质量百分比计由下述组分组成 Si 6 13%、Cu 5 11%、Zn: 3 11%、Sn 1 7%、Ni 1 3%、Ce 0. 02 0. 3%、Sr 0. 01 0. 1%、Zr :0. 01 0. 2%、Al 余量。本发明的铝基钎料以多相、多组分、应用微量元素做为钎料成分设计的基本思路， 以实验为根据，通过调整成分比例，最终满足对钎料性能的目标要求。本钎料以Al为主要成分，加入适量Si，可使钎料获得极好的流动性、铺展性和耐腐蚀性，可以获得熔点为 577°C的Al-Si 二元共晶，促进了钎料熔点的降低；但是Si含量> 15%时，在基体组织中会出现大量块状硅晶体，钎料的强度和塑性急剧降低，出现明显脆化。再加入适量Cu，可获得大量的熔点为547°C的Al-Al2Cu赝二元共晶和熔点为525°C的Al-Si-Cu三元共晶，强烈促进了钎料熔点的降低。Cu在固熔体中的大量存在，大幅度提高了钎料强度，同时，Cu在铝基钎料中生成的大量片状的中间相化合物Al2Cu分布于基体中，割断了基体的连续性，成为了脆性相，导致了铝基钎料脆化，Cu在铝基钎料中的含量> 15%时，钎料出现过度脆化。加入适量Ni，可吸收部分Cu生成与母材基本共格的非脆性中间相Al3 (Cu, Ni)，降低了固溶体中的Cu含量和脆性相Al2Cu的数量，从而在一定范围内降低钎料的脆性，同时还提高了钎料强度和抗腐蚀性能。但是M的加入量> 3%时，出现铝基钎料熔点上升、润湿性降低的现象。本发明铝基钎料以Al、Si、Cu和Ni作为基础组分，在所形成的已具有低熔点、高强度基本特性的Al-Si-Cu-Ni体系中再加入低熔点元素Zn、Sn,在钎料强度水平降低不多的条件下，进一步较大幅度地降低其熔点。同时通过实验适当调整钎料组分，以求钎料液、固相线温度区间不至于太大，保持钎料良好的一次熔化特性。由于SuSn加入，使钎料的组成和特性发生了巨大的变化。首先，在钎焊接头界面处钎料中的ai与母材中的Al做良好的固溶结合，提高了钎缝结合的牢固度；还从Al面生长出无数刺状固溶体晶须插入钎料做嵌入结合，使钎焊接头的抗拉、抗剪、抗撕裂强度大大增加；另一方面，如果简单地加入Zn、Sn，在降低钎料熔点的同时，也降低了钎料的抗腐蚀性和机械性能指标。Zn、Sn含量越多，降低的就越多；Si属密集六方晶格，晶格常数c轴大于a轴将近一倍，容易在c轴上断裂，含Si铝基钎料脆性增加。Si在Al中能够很好地互溶，Si的加入，会降低Si在Al中的溶解度，使钎料中的Si相增加，引起脆性增加；本钎料中Si的含量超过10%时强度和抗腐蚀性明显下降；而Sn不溶于Al，是以单质形式存在于 Al的晶界处，成为分布在硬质的Al固溶体基体上的软质点，会造成钎料的强度、塑性、韧性降低，因此加入的Sn量需受到严格控制，不能在Al的晶界处形成连续的网状分布状态。而且Sn很容易被腐蚀。本钎料中Sn的含量超过6%时，强度和抗腐蚀性明显下降。加入微量元素Ce、Sr、&可以很好地消除由于SuSn的加入所带来的上述不利因素，使钎料的整体性能趋于优异。Ce的原子半径较大，不溶于Al，主要分布在相界及晶界处，与同样分布在相界及晶界处的杂质元素发生金属反应，生成性能稳定的金属化合物，起到消除杂质元素的作用， 因此也叫清洁元素。Ce在晶界处与Sn发生金属反应，生成硬质、耐腐蚀的CeSn3金属化合物，从而消除了钎料中的Sn相，而代之以CeSn3相，消除了由Sn相所引起的软化基体、降低抗腐蚀性的不利因素，保证了钎料仍有较高的强度水平；在本钎料中，Ce的加入量应达到有效抑制Sn的不利因素的水平。Ce是表面活性极强的元素，可以强烈降低液体金属的表面张力，提高铺展性，改善钎焊工艺性能。在高性能铝基钎料中加入Ce，可以大大提高钎料的铺展性和润湿性，增加填缝能力。Sr是碱土族金属中显著的添加元素，能够有效提高含Si铝基钎料抗腐蚀性。加入质量分数0. 01 0. 1%的Sr，就能提高含Si铝基钎料抗腐蚀性。在Al-Si-Cu体系中加入金属元素Sr，可以有效控制Al-Si 二元共晶以及Al-Si-Cu三元共晶形成过程中Si晶的形态，使性能很脆的针状Si晶变成颗粒状的细晶粒，从而降低钎料的脆性，提高塑性和韧性。 申请人:研究发现，当Sr含量> 0. 1%时，会形成大量脆性的Al2SiSr化合物，使铝基钎料脆化。加入^ ，可以大幅度提高铝基钎料的塑性(延伸率)和韧性，有效降低脆性，同时还提高了钎料的耐腐蚀性。在本铝基钎料中，^ 的存在形式为Al3Zr。Al3Zr的熔点略高，与 Al基体基本共格，以异质晶核形式起细化晶粒、颗粒弥散强化及形变强化的作用，显著提高铝基钎料的强度。申请人研究发现，当ττ的含量> 0. 3%时，钎料出现熔点升高，流动性、润湿性降低的倾向，钎料的工艺性能明显变差。通过上述技术方案的实施，本发明铝基钎料各组分优选的质量百分比为
Si 8 12%、Cu 6 11%、Zn:4 10%、Sn 1 6%、Ni 1 3%、Ce :0. 02 0. 2%、Sr 0. 02 0. 06%,Zr :0. 02 0. 15%、A1余量。总合金度达到22 41%。其金相组织包括:A1 基固溶体、Al-Si 二元共晶、Al-Si-Cu三元共晶、Al-Al2Cu赝二元共晶和Al2Cu、Al3 (Cu、 Ni)、Sn3Ce、AlJi 等金属化合物。元素Si、&!和Sr没有形成化合物。本发明所述的Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料的制备方法，包括以下步骤
1)原料称取根据纤料组成分别称取各组分，其中铝以纯金属形式加入，其它元素均以铝基中间合金加入；
2)熔炼将铝投入石墨坩锅熔炼炉，加入铝用熔剂覆盖，加热至800 900°C熔化后除渣，然后加入配比量的Al-Si,Al-Cu和Al-Ni中间合金同时加入铝用熔剂覆盖，待中间合金完全熔化后除渣，并通入惰性气体( )进行保护，于750 850°C条件下加入配比量的Al-Zn.Al- Sn中间合金，很快熔化后除渣，即向熔体中用氩气(Ar2)吹入六氯乙烷(C2Cl6)干粉精炼熔体10 15min ；之后再向其中加入配比量的Al_Ce、Al-Sr和A1-&中间合金，中间合金完全熔化后搅拌2 3min，于相同温度条件下进行第二次精炼，时间为4 5min，之后静置3 ％iin，；在所述的精炼过程中均以氩气(Ar2)和六氯乙烷(C2Cl6)为精炼剂；六氯乙烷由带压力的氩气从熔体底部吹入，所述氩气的通入压力为3 6KPa ；六氯乙烷的重量为熔体重量的0. 3 0. 5%ο3)加工成型将完成第二次精炼后的熔体在氮气保护下根据需要通过轮式连铸机连铸成钎料丝或钎料箔带，或用氮气雾化器雾化成铝基钎料粉粒状的铝基钎料。
上述方法中，
所述步骤幻，精炼过程中，六氯乙烷的加入量为每次精炼时熔体总重量的0. 3 0. 5%。 氩气则是在整个精炼过程均持续通入。精炼过程中精炼剂的加入方式相当于是利用氩气通入时的压力将六氯乙烷一起通入熔体内，由于是从熔体的底部通入的，氩气以其在熔体中形成的气泡直接吸收并带出熔体中的氢气和氧化物夹杂，起物理精炼作用；而六氯乙烷则是依靠其分解后所形成的Cl2与钎料合金熔体中的氢气(H2)及铝(Al)发生化学反应生成 HCl及AlCl3后浮出熔体液面，以化合物的形式除去熔体中的氢气和氧化物夹杂，起化学精炼作用；两种精炼方式同时作用于铝合金钎料熔体，产生极好的精炼效果，使钎料合金的纯净度可达到H2彡0. lml/100g。步骤2)中，优选Al-Ce、Al-Sr和Al-^ 中间合金切成细块后，用石墨钟罩将其快速压入处于氮气( )保护之中的经第一次精炼后的熔体内，来回缓慢移动直至中间合金完全熔化。将Al-20Ce、Al-10Sr和A1-5&中间合金在完成第一次精炼后立即加入，可确保其烧损尽可能少，能够正常发挥作用。步骤幻中，所述铝用熔剂为常规选择，具体可以是KCl和NaCl的混合干粉 (KCl NaCl=I :1)，加入量为加入时坩锅熔炼炉中炉料总重量的0. 5 1 ；所述纯铝可以加热至在800 850°C熔化。步骤幻中，在加入Al- Zn.Al- Sn中间合金过程和加入Al-Ce、Al_Sr、Al-& 中间合金过程，包括两次精炼过程和随后的连铸全过程都要用氮气进行保护，氮气压力为1 2KPa0与现有技术相比，本发明铝基钎料的优点在于
1、通过在以Al、Si、Cu形成体系的基础上，加入Si、Sn和辅助元素Ni，在较大幅度降低熔点的同时，却仍保持了较高的强度；还添加了微量稀土元素Ce和稀有金属Sr、Zr ；其中 Ce的作用非常关键，Ce与分布在晶界处的单质Sn发生金属反应，生成化合物Sn3Ce,消除了软质点Sn相，且不易再受腐蚀，并细化了晶粒；且Ce有极强的表面活性，可以强烈降低钎料合金液体的表面张力，大大提高润湿性和铺展性，从而提高钎料填缝能力。Sr的作用在于有效地控制了由于Si的加入所带来的抗腐蚀性下降的趋势，同时还控制了 Al、Si、Cu体系中Al-Si共晶以及Al-Si-Cu共晶形成过程中Si晶的形态，使性能很脆的针状Si晶变成颗粒状的细晶粒，从而降低钎料的脆性，提高塑性和韧性。利用ττ高致密度等特性，显著提高钎料的塑性(延伸率)和韧性，降低脆性，同时通过与铝生成与基体基本共格的AlJr化合物所起的异质晶核细化晶粒、颗粒弥散强化及形变强化的作用，进一步提高钎料的强度。& 元素的存在，进一步提高了铝基钎料的抗腐蚀能力。上述三种元素Ce、Si^P ^ 以本发明所述的配比量存在于铝基钎料中时，可以扬长避短，极大的改善钎料的理化性能、机械性能和工艺性能，从而使制得的铝基钎料同时具有低熔点、高强度、高韧性和高抗腐蚀性、良好的润湿性和铺展性，适用性广等优良特性。2、通过二次精炼以及采用氩气和六氯乙烷为精炼剂再以特殊的方式通入熔液中， 使钎料合金的纯净度可达到吐(0. lml/100g，精炼效果好。3本发明的铝基钎料比其他铝基钎料具有熔点更低、强度高、韧性高、抗腐蚀性强以及铺展性和润湿性优良等特点，可用于7000系列如7003、7005等固相线在530°C以上的部分牌号变形铝合金，适用于除了 5000系列含镁量超过2. 5%的合金之外的其他各系列大多数牌号固相线在530°C以上的变形铝合金以及铸造铝合金的钎焊连接。4本发明的铝基钎料适用于手工火焰钎焊、盐浴钎焊、炉中钎焊、真空钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、等各种常规钎焊工艺方法。本钎料丝经均勻化处理后可拉制成适合钎焊机器人自动钎焊用的任何线径，能满足机器人钎焊的要求。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但这些实施例并不是对本发明的限定。本发明所述的Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料的制备工艺流程为用石墨坩埚在 800 900°C条件下加入纯金属铝并覆盖铝用熔剂，熔化后除渣一加入高熔点元素的铝基中间合金同时加入铝用溶剂，熔化、搅拌、除渣一在氮气保护下加入低熔点元素的铝基中间合金，熔化、搅拌一通入氩气(Ar2)和六氯乙烷(C2Cl6)的混合体进行精炼，静置、除渣一加入微量元素的中间合金，熔化、搅拌一二次精炼，除渣干净一在氮气保护条件下进行铸造成型。实施例1
一、Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料的组成
按质量百分比计，本发明所述铝基钎料的组分为Si 11%, Cu 10%, Zn :9%、Sn :5%、Ni 3%、Ce 0. 2%、Sr :0. 05%、Zr :0. 08%、Al 余量。合金度 38. 33%。二、制备方法
1)称料根据纤料组成分别称取各组分，其中Al以纯金属形式加入，元素Si、Cu、 Zn、Sn、Ni、Ce 和 Sr、Zr 分别以 Al-30Si、Al-50Cu、Al- 50%Zn、Al- 30%Sn、Al-lONi、和 Al-20Ce、Al-10Sr、Al-5Zr 中间合金加入。2)熔炼将纯铝投入石墨坩锅熔炼炉，加入铝用熔剂(KCl和NaCl的混合干粉，其中KCl =NaCl=I :1，加入量为纯铝总重量1%)覆盖，加热至800°C熔化后除渣，然后加入配比量的Al-Si、A1-Cu和Al-Ni中间合金，再加入铝用熔剂(KCl和NaCl的混合干粉，其中KCl NaCl=I :1，加入量为炉料总重量1%)，待中间合金完全熔化后除渣、同时在坩埚内合金液面以上部分通入队进行排氧保护，并于750°C条件下加入Al- ZruAl- Sn中间合金，待其完全溶化后精炼13min ；除渣后，取称好的Al-20Ce、Al-10Sr和A1-5&中间合金细块，用石墨钟罩将其压入经第一次精炼的熔体内，来回缓慢移动直至中间合金完全熔化，再搅拌3min， 于750°C条件下进行第二次精炼，时间为％iin，静置5min后除渣；在所述的精炼过程中均以氩气(Ar2)和六氯乙烷(C2Cl6)为精炼剂，其中六氯乙烷的加入量为每次精炼时熔体总重量的0. 4%，氩气的通入压力为5KPa，所述六氯乙烷由带压力的氩气(Ar2)从熔体底部吹入熔体内；
3)铝基钎焊丝的加工成型将完成第二次精炼后的熔体在氮气保护下通过轮式连铸机连铸成截面为梯形的铝基钎料丝铸坯，并将铝基钎料丝铸坯通过连续加热炉在氮气保护下进行完全退火，消除脆性，之后进行剪边、轧制、调直、断丝，再进行表面抛光、清洗，干燥， 最后得到表面光滑、明亮、清洁的直条状铝基钎焊丝。对上述制得的铝基钎料丝按国家标准的检测方法进行实验检测，得到的各项性能指标为液相线温度516.6°C，固相线温度480.7°C ；钎料本身的抗拉强度ο b=122MPa，；当母材为7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，钎缝抗剪强度为136MPa，冲击韧性 ak=38KJ/m2，当母材为7003、钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为2. 1 cm2。在 500C，3%的NaCl溶液中流动浸泡96h，钎料失重< 10%。实施例2
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si 11%,Cu 10%,Zn 10%、Sn :4%、Ni :2. 5%、Ce :0. 15%、Sr :0. 06%、Zr :0. 1%、Al 余量。合金度 37. 81%。二 制备方法
本实施例与实施例1的不同点还在于第一次精炼是在800°C条件下精炼lOmin，第二精炼是在780°C条件下精炼6min，静置6min。对上述制得的铝基钎料丝进行实验检测，得到各项性能指标为
液相线温度518.3°C，固相线温度482.6°C ；钎料本身的抗拉强度ob=U6MP ；当母材为7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，焊缝抗剪强度为133Μρει，冲击韧性ak=39KJ/ m2 ；当母材为7003、钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为1. 9 cm 2。在 500C，3%的NaCl溶液中流动浸泡96h，钎料失重< 10%。实施例3
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si 10%,Cu 10%,Zn 8%、Sn :3%、Ni :2%、Ce :0. 1%、Sr :0. 05%、Zr :0. 07%、Al 余量。合金度 33. 22%。二 制备方法
本实施例与实施例1的不同点还在于第一次精炼是在760°C条件下精炼15min，第二次精炼是在750°C条件下精炼5mi静置5min。对上述制得的铝基钎料丝进行实验检测，得到的各项性能指标为
液相线温度521. 8°C，固相线温度486. 2°C ；钎料本身的抗拉强度σ b=120MPa ；当母材为 7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，焊缝抗剪强度135MPa，冲击韧性ak=40KJ/ m2 ；当母材为7003、钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为2. 2 cm2。在50°C，3%的NaCl 溶液中流动浸泡96h，钎料失重< 10%。实施例4
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si :9%、Cu :9%、Zn 8%、Sn :4%、Ni :1. 8%、Ce :0. 1%、Sr :0. 04%、Zr :0. 06%、Al 余量。合金度 30%。二、制备方法
1)熔炼本实施例与实施例1的不同点还在于精炼过程所用精炼剂成分之一的氩气通入压力为4 Kpa，而六氯乙烷的加入量为熔体总重量的0.4%。第一次精炼时间为Hmin，第二次精炼时间为3 min，静置时间为^iin ；。2)加工成型将完成第二次精炼后的熔体在氮气保护下通过轮式连铸机连铸成厚度为0. 4士0. Imm的铝基钎料箔带铸坯，并将铝基钎料箔带铸坯通过连续加热炉在氮气保护下进行常规完全退火，消除脆性后，通过两辊轧机辊轧加工成厚度为0. 2士0. 03mm的铝基钎料箔带。对上述制得的铝基钎料箔带进行实验检测，所得各项性能指标为
液相线温度526. 1°C，固相线温度491. 60C ；钎料本身抗拉强度为117 MPa,当母材为 7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，钎缝抗剪强度为130MPa ；当母材为7003、 钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为2. 0 cm 2。在50°C，3%的NaCl溶液中流动浸泡 96h，钎料失重< 10%。实施例5
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si :8%、Cu :8%、Zn 7%、Sn :2%、Ni :1. 5%、Ce :0. 05%、Sr :0. 05%、Zr :0. 05%、Al 余量。合金度 26. 65%。二 制备方法
与实施例4相同，不同的是第二次精炼的温度790°C。对上述制得的铝基钎料丝进行实验检测，所得各项性能指标为液相线温度531. 5°C，固相线温度494. 7°C ；钎料本身的抗拉强度σ b=U9MPa ；当母材为7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，钎缝抗剪强度为122Mpa ；当母材为7003、钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为2. 2 cm2。在50°C，3% 的NaCl溶液中流动浸泡96h，钎料失重< 10%。实施例6
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si 11%, Cu 7%, Zn 6%、Sn :3%、Ni :1%、Ce :0. 08%、Sr :0. 05%、Zr :0. 04%、Al 余量。合金度 28. 17%。二、制备方法
本实施例与实施例1的不同点在于将完成第二次精炼后的熔液在氮气保护下通过以氮气为介质的常规铝基钎料雾化制粉设备在750 800°C条件下雾化制成粒径为0. 08 0.315mm的铝基钎料粉。对上述制得的铝基钎料粉进行实验检测，所得各项性能指标为
液相线温度528. 7°C，固相线温度591. 4°C ；钎料本身的抗拉强度σ b=134MPa ；当母材为 7003、钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，焊缝抗剪强度为U8Mpa ；当母材为7003、 钎剂为QJ202、温度为600°C时，铺展面积为1. 9 cm 2。在50°C，3%的NaCl溶液中流动浸泡 96h，钎料失重< 10%。实施例7
一、铝基钎料的组成
本实施例与实施例1的不同点在于铝基钎料的质量百分比组分为Si 10%, Cu 6%, Zn 5%、Sn :2%、Ni :2. 2%、Ce :0. 1%、Sr :0. 02%、Zr :0. 09%、Al 余量。合金度 25. 41%。二 制备方法
与实施例6相同。对上述制得的铝基钎料丝进行实验检测，所得各项性能指标为液相线温度534°C，固相线温度498. 8°C ；钎料本身的抗拉强度σ b=136MPa ；当母材为7003、 钎剂为QJ202时，钎焊温度530 560°C，钎缝抗剪强度为136Mpa ；当母材为7003、钎剂为 QJ202、温度为600°C时，铺展面积为1. 8 cm 2。在50°C，3%的NaCl溶液中流动浸泡96h，钎料失重< 10%。
权利要求
1.一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料，其特征是用料及用料用量按质量百分比计为 Si :7 13%、Cu 5 11%、Ζη:3 ll%、Sn :1 6%、Ni 1 3%、Ce :0. 02 0. 3%、Sr :0. 01 0. 1%、Zr :0. 01 0. 2%、Al 余量。
2.根据权利要求1所述的一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料，其特征在于所述各组分按质量百分比计为:Si 8 12%、Cu 6 11%、Zn:4 10%、Sn 1 6%、Ni 1 3%、Ce 0. 03 0. 2%、Sr :0. 01 0. 06%、Zr :0. 02 0. 1%、Al 余量。
3.权利要求1或权利要求2所述的一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)原料称取根据纤料组成分别称取各组分，其中铝以纯金属形式加入，其它元素均以铝基中间合金加入；2)熔炼将铝投入石墨坩锅熔炼炉，加入铝用熔剂覆盖，加热至熔化后除渣，然后加入配比量的Al-Si、Al-Cu和Al-Ni中间合金，再加入铝用熔剂覆盖，在750 850°C条件下保温，待中间合金完全熔化后搅拌、除渣，同时在熔体液面上通入氮气保护，调整温度为 700 800°C，接着加入Al- ZruAl- Sn中间合金，很快熔化后，精炼10 15min ；捞渣之后再向其中加入配比量的Al-Ce、Al-Sr和A1-&中间合金，中间合金完全熔化后搅拌3 5min,于相同温度条件下进行第二次精炼，时间为4 5min，静置4 6min之后再捞渣干净；在所述的精炼过程中均以氩气和六氯乙烷的混合体为精炼剂，所述六氯乙烷通过带压力的氩气由熔体底部通入，所述氩气的通入压力为3 6KPa ；3)加工成型将完成第二次精炼后的铝基钎料熔体在氮气保护下根据需要通过轮式连铸机连铸成钎料丝或钎料箔带，或用氮气雾化器雾化成铝基钎料粉。
4.根据权利要求3所述的一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-M铝基钎料的制备方法，其特征在于 所述步骤2)的精炼过程中，六氯乙烷的加入量为每次精炼时熔体总重量的0. 3 0. 5%。
5.根据权利要求3所述的一种铝基钎料的制备方法，其特征在于所述步骤幻的熔炼过程中，Al-Ce、Al-Sr和A1-&中间合金切成细块后，用石墨钟罩将其压入第一次精炼后的熔体内，来回缓慢移动直至中间合金完全熔化。
6.根据权利要求3所述的一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-M铝基钎料的制备方法，其特征在于 从第一次精炼起直到连铸过程结束为止的全过程，在坩埚内的以及在铸造流道内的熔体都要受到氮气的有效保护。
全文摘要
本发明涉及一种铝基钎料及其制备方法，该铝基钎料的质量百分比组分为Si7～13%、Cu5～11%、Zn:4～11%、Sn1～6%、Ni1～3%、Ce0.02～0.3%、Sr0.01～0.1%、Zr0.01～0.2%、Al余量，其制备工艺流程为用石墨坩埚在800～900℃条件下加入纯金属铝并覆盖铝用熔剂，熔化后除渣→加入高熔点元素的铝基中间合金同时加入铝用溶剂，熔化、搅拌、除渣→在氮气保护下加入低熔点元素的铝基中间合金，熔化、搅拌→通入氩气和六氯乙烷的混合体进行精炼，静置、除渣→加入微量元素的中间合金，熔化、搅拌→二次精炼，除渣干净→在氮气保护条件下进行铸造成型，本发明具有低熔点、高强度、高韧性、高抗腐蚀性特性和好的润湿性和铺展性。
文档编号C22C1/03GK102319963SQ20111024715
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者阳家盛 申请人:桂林市庆通有色金属工艺材料开发有限公司