[发明专利]锌镁基钎料合金及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种操作方便而焊接性能良好的锌镁基钎料合金，具体涉及一种镁锌为基的 合金钎料，属于材料加工技术领域。

二、背景技术

近年来，随着镁合金材料性能的改善及应用领域的扩大，在世界范围内镁合金焊接技术已 成为焊接领域研究的热点。但是由于镁合金独特由于镁合金的熔点较低(≤650℃)，与氧的 作用很强，在焊接加热过程中容易氧化、燃烧等，所以镁合金的连接性引起了人们的关注。现 有镁锌基钎料合金及其制备中存在成本高、熔点高、工艺性能不佳等问题。

钎料是指为实现两种材料(或零件)的结合，在其间隙内或间隙旁所加的填充物。钎料的 熔点必须比焊接的材料熔点低。适宜于连接精密、复杂、多铤缝和异类材料的焊接。钎料按 熔点高低分为软钎料(熔点低于450℃的钎料)和硬钎料(熔点高于450℃的钎料)。

南昌航空大学学报(自然科学版)2007年12月第21卷第4期介绍了Mg-Al-Zn基钎料合金 的研究，提出了Mg-12Al-6Zn、Mg-12Al-6Zn-1.5Re、Mg-8Al-3Zn-0.1Mn- 1.5Re三种镁锌基钎料合金。这三种合金具有良好的铺展性能，但是工作温度太高，不便于 镁合金的焊接。

200810115721.1提出一种含稀土的镁合金中温钎料及其制备方法，所提供的含稀土的镁 合金中温钎料的组分及其重量百分比为：Al：2-10％、Zn：40-55％、Mg：38-50％和Nd：0.1-2 ％。这种系列合金的特点是工作温度得到降低，但是铺展面积总体没有上述Mg-Al-Zn基钎料 合金的高。另外其制备时采用大量的覆盖剂，一是覆盖剂中的杂质元素很容易进入合金中影 响合金的微观组织，另外覆盖剂中的夹杂很容易在浇注成锭时卷入合金中影响钎料的宏观组 织，最终造成钎料质量及性能的不稳定。

三、发明内容

解决问题：

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种工作温度不高而焊接性能良好的锌镁基钎 料合金。

本发明的另一目的是提供上述锌镁基钎料合金的制备方法，该方法工艺简单，加工方 便，适工业化大批量生产。

技术方案：

一种锌镁基钎料合金，合金成分的质量百分含量为：1.2～1.9％Al，33～37％Mg，3.1～ 6％Sn，0.0031～0.006％Be，0.025～0.095％Pr，0.5～2.5％Bi，其余为Zn。

本发明的锌镁基钎料合金的制备方法，其制备步骤如下：

按照质量百分含量为1.2～1.9％Al、33～37％Mg、3.1～6％Sn、0.0031～0.006％Be、0.025～ 0.095％Pr、0.5％～2.5％Bi、其余为Zn的合金成分配比进行配料，将上述配好的纯Al锭、 Mg锭、纯Sn条、纯Bi粉、纯Be块、纯Zn锭和Mg-Pr中间合金在N₂混合保护气氛中一起 加热熔化，Mg-Pr中间合金中Pr质量百分含量为8％，先将Al锭和Sn条放于坩埚低部，然 后放入纯Be块、Mg-Pr中间合金和纯Bi粉，接着将Mg锭放入，最后放置纯Zn锭。当温度 升至700～725℃时，保温4～8分钟后浇注到预热到200℃的钢锭模中冷却得到锌镁基合金 钎料。

本发明的有益效果：

本发明的锌镁基钎料合金，仅使用普通元素，从而使合金的生产成本较低，而且该钎 料合金生产制备工艺简单，适于大规模生产。

合金元素的主要起到以下几个作用：

一、降低合金的熔点，以降低钎焊的工作温度。Bi和Sn本身的熔点低，加入到锌镁合 金中会有效降低合金的熔点。

二、改善钎料的润湿性，从而改善材料的铺展性。Bi能够很好提高钎料的润湿性，因 此有效改善了材料的铺展性。

三、改善强化作用以提高材料的连接强度。改善强化作用有效的方法是细化晶粒，包括 基体相以及第二相等析出相。Pr可以有效使合金中高熔点化合物的粗大晶粒改变形状并均 匀分布，形成细小高熔点化合物。锌和铝对镁有固溶强化作用，固溶强化作用也有助于提 高材料的连接强度。锡可使枝晶团粒化和并使晶粒细化，并能增强铝及锌的固溶强化作用， 可使合金的强度提高。铍用来抑制熔融金属过度氧化并防止在火焰钎焊时着火。

四、附图说明