[发明专利]一种Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态钎料及其制备方法

说明书

一种Al‑Cu‑Si‑Ni‑Mg‑Ti‑Bi铝基合金态钎料及其制备方法，该钎料由以下含量的成分组成：Cu 15～25wt％，Si 5～7wt％、Ni 1～5wt％，Mg 0.3～1.0wt％，Ti 0.05～0.2wt％，Bi 0.1～0.3wt％，Al余量，该钎料熔化温度低、钎焊工艺性好，具有良好的润湿性、焊着率和力学性能。其制备方法采用“熔铸‑离心浇铸‑超塑化处理‑等温轧制‑冷轧”的步骤，该方法简单、利于批量生产。采用该方法可制备出厚度0.03mm的箔状钎料，适合于多种铝合金构件真空钎焊及铝铜异质金属构件真空钎焊需求。

技术领域

本发明涉及一种Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态箔状钎料及其制备方法，主要用于铝铜异质金属真空钎焊，也可以配合铝基中温钎料实现铝合金分级钎焊，同时填补铝基低温钎料润湿性能差的缺陷，属于冶金和压延加工技术领域。

背景技术

钎焊是指采用液相线温度比母材固相线温度低的金属作钎料，将零件和钎料加热到钎料熔化，利用钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接零件的方法。铜铝异种金属接头由于具有优良的力学性能和导电、导热性能，可以应用到很多工业领域，如电气工程、化工、制冷工业。铝铜接头可采用压焊、熔焊、钎焊和扩散焊的形式，其中钎焊具有加热温度低，对母材组织和性能影响较小，精度高等特点，是铝铜连接的主要方法。真空钎焊不需要使用钎剂，可减少对母材的腐蚀，适合高性能铝铜接头的加工。

铝合金真空钎焊一般采用Al-Si-Mg钎料，尤其是4004牌号组分，但其熔化温度较高。已知铝合金中温钎料牌号Al-Si-Cu、Al-Si-Ge、Al-Si-Zn、Al-Ag-Ge、Al-Ag-Cu等都很脆，只适于铸条而难于加工成箔状钎料，而耐蚀性及钎焊工艺性差。铝合金和铜的钎焊要求钎焊温度不高于545℃，以减少CuAl₂金属间化合物含量和铜铝反应层的厚度，以保证接头的强度和耐腐蚀性。因此迫切需要研制一种熔化温度范围450～520℃的钎料，解决铝合金和铜真空钎焊瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态箔状钎料及其制备方法，该钎料熔化温度低：495～515℃，厚度薄(0.03mm左右)，具有良好的润湿性和力学性能，可在不高于540℃实现真空钎焊，适于3A21、2A50、6063及6061等多种铝合金低温或分级真空钎焊，也可用于铝铜异质金属真空钎焊。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态钎料，该钎料由以下含量的成分组成：Cu15～25wt％，Si 5～7wt％、Ni 1～5wt％，Mg 0.3～1.0wt％，Ti 0.05～0.2wt％，Bi 0.1～0.3wt％，Al余量。

如上所述的Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态钎料，优选地，所述钎料的成分组成为：Cu 18～22wt％、Si5～7wt％、Ni1.5～2.5wt％、Mg 0.3～1wt％，Ti 0.1～0.2wt％，Bi0.2～0.3wt％，Al余量。

如上所述的Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态钎料，优选地，所述钎料为箔状钎料，钎料的厚度为0.03～0.15mm。

另一方面，本发明提供一种Al-Cu-Si-Ni-Mg-Ti-Bi铝基合金态钎料的制备方法，该方法采用“熔铸-离心浇铸-超塑化处理-等温轧制-冷轧”的步骤，具体操作如下：

I.备料：铝的纯度大于99.9％，铜选用无氧铜，硅的纯度大于99.99％，镍的纯度大于99.9％，镁的纯度大于99.99％，钛的纯度大于99.99％，铋的纯度大于99.99％；按照如上所述的各组分质量百分比称取原料；

II.制备中间合金：