[发明专利]新型中温铝钎焊丝

说明书

一、技术领域

一种含Sr、Ag、Si、Li的Zn-Al钎焊丝，配合市售CsF-AlF₃钎剂或KF-AlF₃钎剂，用于铝-铝或铝-铜的(钎)焊接，属于金属材料类的焊接材料。

二、背景技术

目前，在五金行业、家电行业、制冷行业，由于铜的使用量巨大，电解铜价格的上扬，使得家电行业电冰箱、空调器行业零部件、整机制造厂商“以铝代铜”的需求随着、家电行业“产能过剩”的加剧和“产品价格战”的不断升级，越来越迫切；而在中小变压器行业，“以铝代铜”也已经付诸实施。此外，在汽车行业，采用含镁的高强铝合金，制造全铝结构零部件，以替代铜质结构，也是全世界制造业内的“热点”之一，但是，含镁的高强铝合金的焊接难题越来越多，“迫切”需要研发新的焊接材料去解决。

由于铝的热交换效果与铜非常接近，铝材强度等加工性能也有了很大的改进，所以铝替代铜已经成为了可能，铝在空调管中的使用首先在空调内外机的连接管上实现，铜-铝-铜复合结构空调器连接管，在国内空调器行业中第一次实现制冷管路系统零部件的铝代铜。铜铝组合式空调器连机管铝管部分表面经过防腐处理后，既达到了铜制空调连机管的质量，又提高了抗弯性、减轻了产品重量、并大幅度的降低了产品价格。

近年来，在国内外汽车空调、汽车散热器的发展过程中，许多成功的经验、失败的教训，对高强度铝合金焊接的困难和需求，已经引起了相关领域技术人员与企业家的重视。汽车空调系统运行条件远比家用空调恶劣，在汽车空调中，高效紧凑的换热器(平行流式，层叠式)的采用；汽车空调系统中从压缩机、换热器、阀体到管路基本上全部采用铝材，这就要求铝合金强度足够高，重量亦轻，耐腐蚀性能好，因此，为满足上述要求而研发、采用的新型铝合金的焊接问题，同时也成了制约新型铝合金材料、新型铝合金结构应用的“关键技术”之一，本项发明的目的，就是试图从采用新型焊接材料的角度，寻找解决上述焊接“关键技术”的途径。

虽然近几年，韩国、美国、德国相继研发出了“铜-铝、铝-铝钎焊用药芯焊丝”并进入了中国市场，但是并未受到用户的普遍欢迎，其中的原因，一方面除了价格昂贵之外，主要是技术上仍有许多不足之处。其中，主要缺点是1)钎料熔点偏低(一般只有380℃～420℃)；2)润湿性、渗透性较差。

针对上述不足，研究发现，在Zn-Al合金中，加入微量的Ag、Si、Li既可以显著提高Zn-Al合金的熔点、又可以显著改善Zn-Al合金的在高强度铝合金表面的润湿性、渗透性。此外还可以提高Zn-Al合金钎(焊)缝的力学性能，特别是在钎焊铜-铝合金时，在铜-铝合金上的润湿性、渗透性较以Zn-Al合金为主要成分的药芯焊丝有显著的改善。因此，本项发明的实现，既可以适用于铝-铝结构件的焊接，又可以用于铜-铝结构的焊接，从而满足我国家电行业、制冷行业以及其它相关行业新产品、新结构对焊接技术的需要。

三、发明内容

本项发明的目的是提供一种钎焊合金的熔点在480℃-500℃左右、在高强度铝合金表面以及在铜-铝合金上润湿性、渗透性优良、钎(焊)缝的力学性能良好，既可以适用于铝-铝结构件的焊接，又可以用于铜-铝结构的焊接的新型中温(500℃左右)铝钎焊料。

为此，本项发明的一种含Sr、Ag、Si、Li的Zn-Al钎焊丝，属于金属材料类的焊接材料。其化学成分按质量百分数是：0.001％～1.5％的Sr，0.001％～6.5％的Ag，0.01％～7.0％的Si，0.001％～0.1％的Li，35.0％～95.0％的Zn，余量为Al的新型中温铝钎焊丝，即满足了上述要求。

本发明的“新型中温铝钎焊丝”，采用市售的锌锭、铝锭、银锭、金属Li、工业硅、铝锶合金，采用常规冶炼方式，按设计成分配比，冶炼时加入经优化筛选确定的“覆盖剂”或采用“惰性气体”保护进行冶炼、浇铸，可得到棒材。通过挤压、拉拔，即得到丝材，也可加入钎焊剂，制成“药芯焊丝”。本发明产品的熔点在480℃-500℃左右，可配合市售CsF-AlF₃钎剂或KF-AlF₃钎剂，用于铝-铝结构件以及铜-铝结构件的(钎)焊接。