[发明专利]一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，属于新材料技术领域。

背景技术

近年来，由于铜资源短缺导致铜价居高不下，为了降低成本，在制冷、电力传输、机械制造、电子制造等行业中采用导电性和导热性与铜较接近的铝代替铜。在铝代铜的应用中，铝铜异种金属连接的问题尤为重要。

目前，铝铜钎焊的主要方式是硬钎焊（钎焊温度高于450℃），使用铝硅系钎料，例如Al-12.6wt.%Si共晶钎料（共晶温度577℃）及添加第三组元的钎料，通常采用真空加热或自动火焰加热。但是，硬钎焊存在着许多不足：1）铝的熔点为660℃，钎焊温度控制不当，铝管会局部融化导致管壁变薄，此外，较高的钎焊温度会加剧钎焊接头的烧蚀，特别是铝侧的烧蚀更加严重，从而影响了钎焊接头的力学性能；2）钎焊温度一般在500℃以上，Al、Cu原子扩散比较快，容易形成脆性的CuAl2金属间化合物，导致钎焊接头强度降低；3）一般使用腐蚀性强的钎剂去除铝表面的氧化膜，钎焊后钎剂的残渣具有强烈的腐蚀性，对钎焊接头造成腐蚀且难于清理；4）真空钎焊、火焰钎焊对技术要求较高，钎焊接头的质量不能保证。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，对基体材料的氧化和烧蚀作用小；可以根据具体情况选用不同的钎料，得到不同强度以及不同工作温度需求的钎焊接头，适应性强、灵活性好，可以满足新形势下环境保护对钎焊无铅化的要求。

本发明提供的一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，钎焊材料按质量百分比计包括以下组分：Zn：7-8.5%，Al：0.2-0.49%，Ag：0.55-0.7%，P：0-0.1%，Ni：0-1%，Bi：5.5-8.5%，稀土元素：1.35-2.25%，其余为Sn。

本发明的进一步限定技术方案：前述的具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，所述稀土元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13-17%，Er：8-14%，Pr：0-9%，Dy：0-5%，余量为La。

前述的具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，所述钎焊材料按质量百分比计包括以下组分：Zn：7%，Al：0.2%，Ag：0.55%，P：0.1%，Ni：0.5%，Bi：5.5%，稀土元素：1.85%，其余为Sn；其中稀土元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13%，Er：8%，Pr：3%，Dy：2%，余量为La。

进一步的，前述的具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，所述钎焊材料按质量百分比计包括以下组分：Zn：8.5%，Al：0.49%，Ag：0.7%，P：0.1%，Ni：1%，Bi：8.5%，稀土元素：2.25%，其余为Sn；其中稀土元素的化学成分质量百分含量为：Nd：17%，Er：14%，Pr：9%，Dy：5%，余量为La。

本发明的有益效果：本发明增加了钎料中Zn的含量，增大了Al-Zn固溶区和铝基板的溶解程度，提高了其在铝界面上的结合强度，从而使铝铜钎焊接头具有良好的力学性能。钎料中Bi元素能够降低钎焊时液态钎料的表面张力，从而提高钎料在铝和铜基板上的润湿性，并且其在铝基板上的润湿性明显优于在铜基板上的润湿性；同时Bi的添加可有效降低钎料的熔点，Al或Ni元素的添加均提高了钎料的抗氧化性；同时，添加Al元素还可以明显细化钎料的微观组织，添加Ni元素还可以提高钎料的耐腐蚀性能。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，所述钎焊材料按质量百分比计包括以下组分：Zn：7%，Al：0.2%，Ag：0.55%，P：0.1%，Ni：0.5%，Bi：5.5%，稀土元素：1.85%，其余为Sn；其中稀土元素的化学成分质量百分含量为：Nd：13%，Er：8%，Pr：3%，Dy：2%，余量为La。

实施例2

本实施例提供一种具有良好耐腐蚀性能的铝铜钎焊材料，所述钎焊材料按质量百分比计包括以下组分：Zn：8.5%，Al：0.49%，Ag：0.7%，P：0.1%，Ni：1%，Bi：8.5%，稀土元素：2.25%，其余为Sn；其中稀土元素的化学成分质量百分含量为：Nd：17%，Er：14%，Pr：9%，Dy：5%，余量为La。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。