[发明专利]纳米颗粒掺杂铜基钎料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米颗粒掺杂铜基钎料，其步骤包括按照所述质量百分数称取原材料并将原材料进行熔化得到熔融体，然后采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到纳米颗粒掺杂铜基钎料。本发明还提供一种由所述的制备方法制得的纳米颗粒掺杂铜基钎料，所述纳米颗粒掺杂铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述纳米颗粒掺杂铜基钎料质量百分数大于等于39.0%。所述纳米颗粒掺杂铜基钎料能增加钎料的填充性能，进而改善了钎焊层与铜合金基体间的润湿性和结合强度。

技术领域

本发明涉及钎焊材料技术领域，具体的说，涉及了一种纳米颗粒掺杂铜基钎料及其制备方法。

背景技术

目前铜及铜合金在工业生产和社会生活中的应用日益广泛，由于其导电系数高、延展性能好等广泛用于在航空航天和民用生活等领域。但是铜构件的焊接难题也越来越多。其不仅因为钎焊颗粒存在多种形状造成钎焊颗粒填充不密实，影响钎焊时的钎料的流动性，同时还因为铜合金钎焊时极易烧损，造成钎焊接头抗拉强度不够。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

由鉴于此，本发明确有必要提供一种纳米颗粒掺杂铜基钎料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种制备纳米颗粒掺杂铜基钎料的方法，其步骤包括：

（1）称取原材料Cu粉、Ag粉以及中间合金Cu-Mn和Cu-Sn，并称取平均颗粒尺寸为5 nm～35 nm的SiC颗粒；所述SiC颗粒质量占所述纳米颗粒掺杂铜基钎料总质量的2%～18%；

（2）将称取的Cu粉、Ag粉置于中频真空冶炼炉坩埚中在氩气保护下进行熔化，当Cu粉和Ag粉完全溶化后加入中间合金Cu-Mn、Cu-Sn进行混合熔炼铜液，当铜液所含元素成分以质量百分数计为Ag 1.1%～1.4%、Mn 0.6%～0.9%、Sn 1.3%～2.93%，其余为Cu时得到熔融体；

（3）采用气雾水冷雾化制粉工艺对所述熔融体进行雾化制粉，得到合金微粉，然后向所述合金微粉中加入称取的所述SiC颗粒并在真空条件下进行球磨混合10min～35min，制得纳米颗粒掺杂铜基钎料。

基于上述，所述步骤（3）中将所述熔融体进行雾化制粉时的雾化压力为0.7MPa～1.2MPa，雾化喷嘴直径为10mm～27mm。

需要说明的是，采用气雾水冷雾化制粉方法对所述熔融体进行雾化制粉过程中，所用到的制粉装置为制粉通用的设备，包括盛料桶、冷取塔、喷嘴模具、浇口杯、中间包、高压管道和氩气瓶；所述盛料桶与所述冷取塔连通并且内部均盛有水，所述氩气瓶通过所述高压管道与所述喷嘴模具相连接，所述喷嘴模具包括上模具和下模具，所述上模具和所述下模具中部均开设有直径为10mm～27mm的雾化喷嘴，所述浇口杯与位于所述上模具表面的雾化喷嘴相连接，所述下模具上还设置有高压气体流通槽，该高压气体流通槽与位于所述下模具表面的雾化喷嘴相连接。

本发明还提供一种由所述的制备方法制得的纳米颗粒掺杂铜基钎料，它包括所述合金微粉和所述SiC颗粒，所述合金微粉由以下质量百分数的元素组成：Ag 1.1%～1.4%、Mn0.6%～0.9%、Sn 1.3%～2.93%，其余为Cu；其中，所述纳米颗粒掺杂铜基钎料中颗粒尺寸小于200目的颗粒占所述纳米颗粒掺杂铜基钎料质量百分数大于等于39.0%。

本发明提供的微米颗粒增强特高温耐磨钎焊条中各元素的作用如下：