[发明专利]一种铝基非晶钎料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝基非晶钎料，具体涉及一种Al-Cu-Si-Ni-Fe-Co-Y非晶薄带钎料及其制备方法，属于铝及铝合金的连接材料领域。

背景技术

铝合金具有高比强、耐腐蚀、导热导电性能优良等特点，在航空航天、电子、汽车等军工和民用工业领域得到广泛应用。随着铝合金的应用，对铝合金的连接问题提出更高的要求，钎焊是铝合金焊接的一种重要方式，其要求新型的铝基钎料比传统的铝基钎料有更好的焊接性能和接头力学性能。非晶合金薄带钎料具有比传统晶态钎料更优异的性能，如：化学成分均匀，无偏析；真空条件下制备，无污染；钎料熔点低，流动性和润湿性好，接头强度高；薄带制备工艺简单，容易制备成一定形状置于焊接处，减少浪费，生产成本低等优点。研发铝基非晶钎料是当前研究的热点之一，目前已有Al-TM-MN（TM为过渡族金属元素，MN为稀土金属元素）体系，但这些铝基非晶合金的熔点均较高，超过了传统Al-Si钎料的熔点，不适合于一些低过烧温度的铝合金，如6061铝合金的过烧温度为581℃，目前的铝基非晶钎料无法满足这类合金的钎焊要求。因此，研发一种具有优良接头力学性能且低熔点的铝基非晶钎料和工艺方法是目前亟待解决的课题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种铝基非晶钎料，接头力学性能优良，具有较低的液相线温度，适合过烧温度较低的6061铝合金的焊接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝基非晶钎料，包括下述以重量百分比计的组分：Cu19～23%，Si2.5～6.5%，Ni7%，Fe1%，Co1%，Y3.6%，其余为Al。

本发明还包括上述铝基非晶钎料的制备方法，其步骤如下：

（1）称取原料各单质元素，包括下述以重量百分比计的组分：Cu19～23%，Si2.5～6.5%，Ni7%，Fe1%，Co1%，Y3.6%，其余为Al，所选单质元素的纯度均大于99.9%；

（2）将各单质元素放入真空电弧炉中熔炼，抽真空至3×10^-3Pa后充入氩气保护，氩气的压力为0.05MPa，将单质元素熔炼成合金锭，反复熔炼四次保证其均匀；

（3）将合金锭破碎后装入底端开扁口的石英管中，随后将石英管装入快速凝固真空甩带机中，抽真空至3×10^-3Pa后充入氩气保护，氩气的压力为0.05MPa，经感应熔化后喷射到线速度为30m/s的铜轮上，制备出厚度为50μm的非晶薄带；

（4）剪裁非晶薄带，制备得到铝基非晶钎料成品。

所述感应熔化的温度为800℃。

本发明的有益效果是：本发明制备的铝基非晶钎料，具有表面光亮，边缘整齐，并且成分均匀，韧性好等特点，有利于装配和填隙，其厚度约为50μm。具有较低的液相线温度550-570℃，钎焊温度可以设置在550℃以上，也适合过烧温度较低的6061铝合金（581℃）的焊接。本发明通过快速凝固甩带法制备铝基非晶薄带钎料，制备工艺简单可靠，易于量产化操作，成本低。

附图说明

图1是本发明实施例1#～8#成分薄带试样的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

组分配方：一种铝基非晶钎料，其特征在于包括下述以重量百分比计的组分：Al、Si、Cu的含量见下表1，其它元素含量为定值Ni6%，Fe1%，Co1%，Y3.6%。该系列合金的固相线、液相线温度均列于表1。

表1铝基非晶钎料的成分和性能

制备方法：

（1）根据原料配方称取各单质元素，所选单质元素的纯度均大于99.9%。

（2）将各单质元素放入真空电弧炉中熔炼，抽真空至3×10^-3Pa后充入氩气保护，氩气的压力为0.05MPa，将单质元素熔炼成合金锭，反复熔炼四次保证其均匀。

（3）将合金锭破碎后装入底端开扁口的石英管中，随后将石英管装入快速凝固真空甩带机中，抽真空至3×10^-3Pa后充入氩气保护，氩气的压力为0.05MPa，经感应熔化（温度约800℃）后喷射到线速度为30m/s的铜轮上，制备出厚度约为50μm的非晶薄带。

（4）将非晶薄带通过剪裁，制备得到铝基钎料成品。

该系列铝基薄带钎料通过XRD检测为非晶态，如附图1所示，在真空钎焊炉中钎焊6061铝合金，钎焊温度为570℃，保温20min，其剪切强度见表1，其中剪切强度最高的成分为1#，达到93MPa。