[发明专利]用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料及制备方法和钎焊方法

权利要求书

1.一种用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料，其特征在于：所述非晶钎料包含Si、Mg、Cu、Ge、Ni、Ti和Al，上述组分的质量百分比分别为Si11.0％～15.0％，Mg1.0％～3.0％，Cu0.3％～1.0％，Ge0.5％～1.5％，Ni0.2％～0.8％，Ti0.1％～0.5％，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料，其特征在于：所述非晶钎料为箔片带状，厚度为80～120μm。

3.根据权利要求1所述的用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料，其特征在于：所述非晶钎料各组分的质量百分比分别为Si13.0％，Mg2.5％，Cu0.5％，Ge1.0％，Ni0.5％，Ti0.2％，余量为Al。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料的制备方法，其特征在于：

1)按质量百分比称取高纯度的Si颗粒、Mg颗粒、Cu颗粒、Ge颗粒、Ni颗粒、Ti颗粒和Al颗粒制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在20℃左右的温度下进行超声清洗15～20min；

2)将步骤1超声清洗后的混合物在30～50℃的温度下烘干，得到干燥的混合物；

3)将混合物Si、Mg、Cu、Ge、Ni、Ti和Al采用真空感应熔炼的方法制备成分均匀的钎料母合金，将制备出的母合金碾碎后，装入高真空单辊甩带机的石英玻璃管内；

4)将石英玻璃管夹装在甩带机的电感应加热圈中，并将其喷嘴至铜辊表面间距调整为150～200μm；

5)关闭炉门，采用机械泵抽真空至1.5×10^-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于5×10^-5Pa，然后腔体充满高纯Ar气至200～220mbar；

6)开启电机，使铜辊转速u_s在29～34m/s的范围内，再开启高频电源，将石英玻璃管内的母合金高频感应加热至完全均匀熔融后，保温过热熔体50s～70s；

7)将Ar气气压调制P＝30～60KPa，用高压氩气将石英玻璃内的过热熔体连续喷射到高速旋转的冷却铜辊表面，液态金属受到急冷而成箔带状，从而得到钎料箔片带，厚度为80～120μm。

5.根据权利要求4所述的用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中铜辊直径为250mm，铜辊宽度为50mm。

6.一种应用权利要求1至3任一项所述的用于钎焊泡沫铝板的Al-Si-Mg系非晶钎料的钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备阶段：对待钎焊的泡沫铝切割成矩形块，中间层铝片切为矩形块，非晶钎料箔片剪为矩形片；将待钎焊的泡沫铝板端面利用W28～W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，中间层铝片正反两面用W28～W3.5号金相砂纸进行研磨光滑，非晶钎料箔片两面用W3.5号金相砂纸进行研磨光滑；将研磨好的泡沫铝板先放入60～80℃质量分数为1.5～2％的Na₂CO₃溶液中浸渍20～30min，取出用清水冲洗后用30～40％的HNO₃溶液清洗，再用清水冲洗并烘干，烘干后将泡沫铝板、铝片和非晶钎料箔片一同放入丙酮溶液中，采用超声波清洗15～20min，并进行烘干处理；

2)装配阶段：将清洗后的泡沫铝板、铝片和非晶钎料箔片按照泡沫铝/Al-Si-Mg系钎料/纯铝中间层/Al-Si-Mg系钎料/泡沫铝的顺序装入专用夹具中，确保连接的精度，在夹具上放置额定质量的压头，产生0.03～0.05MPa的恒定垂直压力；

3)钎焊阶段：将装配好试样和夹具整体置于真空度不低于6×10^-3Pa的钎焊炉中，钎焊工艺参数为：先以6～9℃/min的速率升温至350～420℃，保温30～45min，再以10～15℃/min的速率升温至570～600℃，保温8～15min，最后以8～12℃/min的速率冷却至350～400℃后随炉冷却至室温，开炉取出被焊件。