[发明专利]一种锡银铜硅高熵合金钎料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种合金钎料，尤指一种可用于铜合金、铝合金和钢材等多种材料的钎焊及其异种金属的钎焊的锡银铜硅高熵合金钎料及其制备方法；所述的钎料包括以下质量百分比的原料：20%~30%的Sn、20%~30%的Ag、20%~30%的Cu，以及20%~30%的Si；本发明的钎料适用面较广，可用于铜合金、铝合金和钢材等多种材料的钎焊及其异种金属的钎焊；本发明钎料相较于传统锡基钎料，其钎焊接头强度高；本发明钎料的塑性良好，便于加工，钎焊接着有很高的韧性；本发明钎料由于具有单一面心立方结构，其耐腐蚀性能优异；本发明钎料的制备工艺简单，具有良好的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种合金钎料，尤指一种可用于铜合金、铝合金和钢材等多种材料的钎焊及其异种金属的钎焊的锡银铜硅高熵合金钎料及其制备方法。

背景技术

高熵合金（High-entropy alloys）简称HEA，是由四种或四种以上等量或大约等量金属形成的合金。由于高熵合金可能具有许多理想的性质，因此在材料科学及工程上相当受到重视。以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种。例如会以铁为基础，再加入一些微量的元素来提升其特性，因此所得的就是以铁为主的合金。过往的概念中，若合金中加的金属种类越多，会使其材质脆化，但高熵合金和以往的合金不同，有多种金属却不会脆化，是一种新的材料，研究发现有些高熵合金的比强度比传统合金好很多，而且抗断裂能力、抗拉强度、抗腐蚀及抗氧化特性都比传统的合金要好。

钎料是指为实现两种材料（或零件）的结合，在其间隙内或间隙旁所加的填充物，更具体的是，钎料是指钎焊时，用来形成焊缝的填充材料。钎焊技术可用来连接不同种类、形状特殊、结构复杂的工件，其接头具有较佳的综合性能，且钎焊生产率高，易于实现自动化生产，大量应用于机械、化工、石油、航空、航天、能源和原子能等工业领域。

由于钎料的性能在很大程度上既影响钎焊的工艺性能又决定了钎焊的接头性能，所以在品种繁多的钎料种类中，它的选择应从接头使用要求，钎料和母材的相互匹配，钎焊加热工艺以及经济成本等角度进行综合考虑来确定，随着科技的发展，各种新材料的不断涌出，单一材质的钎料已经不能满足对各种材料的焊接要求，而作为打破了传统的合金设计理念，极大地丰富了合金体系的高熵合金，凭借其独特的四种效应——“高熵效应、晶格严重畸变效应、迟缓扩散效应和鸡尾酒效应”，可以获得优异的硬度、强度、韧性、高温强度和耐腐蚀性等性能，近年来的研究都是如何利用高熵合金的优势研发出适合各种焊接使用的钎料。

发明内容

针对发展的需求，本发明旨在提供一种合金钎料，尤指一种可用于铜合金、铝合金和钢材等多种材料的钎焊及其异种金属的钎焊，以锡银铜硅作为主料的高熵合金钎料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种锡银铜硅高熵合金钎料，所述的钎料包括以下质量百分比的原料： 20%~30%的Sn、20%~30%的Ag、20%~30%的Cu，以及20%~30%的Si。

所述的钎料包括以下质量百分比的原料：20%的Sn、30%的Ag、20%的Cu、以及30%的Si。

所述的钎料包括以下质量百分比的原料：所述的钎料包括以下质量百分比的原料：30%的Sn、20%的Ag、30%的Cu、以及20%的Si。

所述的钎料包括以下质量百分比的原料：25%的Sn、25%的Ag、25%的Cu、以及25%的Si。

一种锡银铜硅高熵合金钎料的制备方法如下：

（1）备料：按照规定的质量百分配比准备Sn、Ag、Cu和Si；

（2）熔炼：将（1）中的配比好的全部原材料放入电弧熔炼炉中，在氩气保护气氛下逐渐加大电流至70~120A进行熔炼，至少熔炼四次；使得原材料熔炼均匀；

（3）成品：当原材料熔炼均匀后，冷却成型，即可得到锡银铜硅的高熵合金钎料。