[发明专利]钎焊用含铋和碲的4004铝合金及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金的加工领域，具体涉及一种钎焊用含铋和碲的4004铝合金及其生产方法。

背景技术

4004作为Al-Si合金的一种，常和3003铝合金一起轧制成铝合金复合材料，4004作为包覆层，在真空钎焊时包覆层熔化起到钎焊作用。铝合金复合材料广泛应用于汽车、空调、制氧机以及深冷设备的散热器或换热器上。特别对于制氧机等空分设备使用的大型换热器，需要在一定的压力下工作，对于换热器的质量要求更加严格，这就要求在真空钎焊时对换热器的钎焊质量提出了更高要求。目前引起散热器不合格的主要原因就是钎焊时焊接接头焊接不良，这是由于钎焊时包覆层4004钎料流动性不足所致，特别是在隔板与封条接触部位更容易出现漏点，导致成品报废。

目前在真空钎焊时，为了得到较好的焊接质量，主要有以下几种方法：一是目前主要是合金工艺方面改进，如确保较高的真空度，做好合金表面清洁，优化使用合适的钎剂等措施，使得钎焊时金属氧化膜容易破裂，增加钎料流动性和润湿性，达到较好的产品焊接质量；二是使用镁粉或其它合适的钎剂，破坏氧化膜，改善钎料润湿性；三是优化升温速度和冷却速度；四是尽可能的降低真空钎焊炉的压升率，保证足够低的真空度。

但是在实际生产中，若镁粉使用过少，起不到破坏氧化膜的作用；镁粉过多又会降低钎料流动速度，不易控制。同时镁粉会污染真空系统，需要及时清洁真空系统。另外，真空钎焊炉的压升率，主要是钎焊炉密封漏气性能的一个指标，一般来说压升率＜0.3Pa/h可以获得较好的钎焊质量，这对设备性能提出了很高的要求。在加热时加热过快合金表面会氧化，零件容易变形；升温速度慢，钎料低熔点成分挥发严重，余下的钎料组分熔点将会升高，导致焊接不上。精确的温度控制除了工艺设计也与设备的控温能力有直接关系，这同样对钎焊炉提出了较高要求。

有关钎焊用的4004铝合金，我们检索到以下文献：

1、中国专利，名称：一种钎焊用4004铝合金，申请（专利）号: CN 201310276733.3，公开（公告）号: CN 103343267 A，申请日：2013.07.03，申请（专利权）人: 银邦金属复合材料股份有限公司，地址: 江苏省无锡市新区鸿山街道后宅，发明（设计）人: 吕金明、周德敬，摘要: 一种钎焊用 4004铝合金，其能有效提高钎料铝合金的流动性，提高产品钎焊成材率。其特征在于：其包含总质量份数为100 份的以下材料，硅（Si）为10.2份～11.2份，铁（Fe）≤0.3份， 铜（Cu）≤0.2 份，锰（Mn）≤0.05 份，镁（Mg）为0.5 ～1.0份，锌（Zn）≤0.1 份，其余为铝（Al）以及不可避免的杂质元素。

上述文献1公开的钎焊用4004铝合金是通过降低镁含量防止钎焊时过度氧化，这种方法同时也无法显著增加钎焊时合金的润湿性，起不到破坏氧化膜的作用，而且镁含量降低导致真空钎焊时钎料的润湿性较差，增加焊接漏点发生率，导致真空钎焊后换热器的合格率低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钎焊用含铋和碲的4004铝合金及其生产方法，该4004铝合金通过添加铋和碲元素，降低4004合金的表面张力，显著提高钎焊时4004合金的流动性和润湿性，大大降低了接头焊接不良率。

本发明是这样实现的：

一种钎焊用含铋和碲4004铝合金, 其特征在于，其化学组分按质量百分比为：Si：9.0～10.5%、Mg：1.0～2.0%、Fe≤0.8%、Cu≤0.25%、Mn≤0.1%、Zn≤0.20%、Sr：0.02～0.2%、Bi：0.02～2.0%、Te：0.01～1.0%、其它杂质元素单个含量≤0.05%、其它杂质元素总含量≤0.15%，余量为Al。

本发明钎焊用含铋和碲4004铝合金的生产方法，其特征在于：包括熔炼、除气除渣、铸造、去应力和锯切工序，具体过程如下：

（1）熔炼：将纯度达99.75%及以上的铝锭投入熔炼炉中，并按配比将合金元素称重好装炉后在720～770℃温度下进行熔炼，在熔炼过程中用电磁搅拌加速熔炼速度，并用扒渣车对铝液夹渣进行扒渣操作，铝液在熔炼炉内时间≤8h；

（2）除气除渣：经熔炼的铝合金熔体进行炉内精炼和在线除气、除渣；在线除气采用的是氩气作为覆盖气体，防止净化后的铝液发生二次氧化，气体流量为2～5m³/h，除气过程中铝液温度保持在700～740℃之间，最后过滤除渣，过滤后的铝熔体可以直接进行浇铸；