[发明专利]铝基金属的接合方法

说明书

本发明提供一种铝基金属的接合方法，其包括以下步骤：步骤(a)：提供第一铝基母材、第二铝基母材以及铝合金焊料，将该铝合金焊料设置于该第一铝基母材以及该第二铝基母材之间，以形成叠层结构；其中，该铝合金焊料含有铝、硅及添加成份，该添加成份是选自于下列金属所组成的群组中的至少二种：铜、锗、锌、锡以及铼，其中，以整体铝合金焊料的总重量为基准，该添加成份的含量是介于2重量百分比至50重量百分比；以及步骤(b)：于真空中加热使该第一铝基母材和该第二铝基母材进行硬焊接合；其中，该加热温度为480℃至570℃。

技术领域

本发明是关于一种铝基金属的接合方法，尤指一种铝基材料组件的硬焊接合方法。

背景技术

铝以及铝合金(例如编号6061、7075以及2024等铝合金)由于具有密度小、强度高与耐腐蚀等优良的特性，因而广泛应用于汽车、航太以及军事工业等领域。据此，铝以及铝合金结构件之间的接合工艺，一直是受到相当重视的研究课题及重要的关键技术。

一般来说，由铝或铝合金制成的构件之间的接合是选用硬焊接合的方法。硬焊接合泛指一种加热温度须高于450℃的接合技术，在实施时通常需要选用一焊料进行加热，因该焊料的熔点低于欲连接的构件，使该焊料具有足够的流动性，并利用毛细作用充分的填充于欲连接的两构件之间，待其冷却凝固后即完成构件之间的接合，其中，焊料的选择是为该接合工艺的关键因素之一。

用于铝或铝合金制成的母材之间的硬焊接合的商用焊料主要是铝基焊料，其中，铝硅(Al-Si)系列焊料(例如编号4043、4045以及4047等铝硅合金)含有约5％至12％的硅元素，因其具有良好的润湿性、流动性、抗腐蚀性以及可加工性，因而成为最广泛应用的一种铝基焊料。然而，由于Al-Si系列焊料的熔点温度太接近母材的固相线温度时，极容易引起母材晶粒长大、熔融等问题，造成母材性质的改变，进而影响焊接处的力学性能。

发明内容

由于原有商用焊料有技术缺陷，本发明的目的在于提供一熔点较低的铝合金焊料，使铝基材料组件的硬焊接合的工艺能在较低的加热温度下进行。

本发明的另一目的在于提供一种铝基金属的接合方法，经由该接合方法接合的二铝基母材之间的接合处，其介面无孔洞或裂痕，且具有良好的接合品质和结构特性。

为达成前述目的，本发明提供一种铝基金属的接合方法，包括以下步骤：步骤(a)：提供第一铝基母材、第二铝基母材以及铝合金焊料，该第一铝基母材具有第一接合面，该第二铝基母材具有第二接合面，将该铝合金焊料设置于该第一铝基母材以及该第二铝基母材之间，使该铝合金焊料与该第一接合面以及该第二接合面相接触，以形成叠层结构；其中，该铝合金焊料含有铝、硅及添加成份，该添加成份是选自于下列金属所组成的群组中的至少二种：铜(Cu)、锗(Ge)、锌(Zn)、锡(Sn)以及铼(Re)，其中，以整体铝合金焊料的总重量为基准，该添加成份的含量是大于或等于2重量百分比且小于或等于50重量百分比；以及步骤(b)：将该叠层结构置于真空环境中加热，使该第一铝基母材和该第二铝基母材进行硬焊接合；其中，加热温度是480℃至570℃。

通过选用含有特定添加成份及其含量的铝合金作为焊料，可使所述铝合金焊料能在较低的温度下即具有足够的流动性，因此能降低进行硬焊接合所需的加热温度，相较于现有方法不仅可减少能源消耗，同时能降低高温加热对铝基母材的影响，进而使得焊接完成的焊接处介面可具有良好的接合品质和结构特性，而不会产生孔洞或裂痕。

较佳的，该步骤(b)中进行硬焊接合的加热温度是500℃至570℃。

较佳的，以所述铝合金焊料的总重量为基准，硅的含量是大于或等于5重量百分比且小于或等于25重量百分比；铝的含量是大于或等于50重量百分比且小于或等于90重量百分比。

较佳的，所述铝合金焊料含有铝、硅及添加成份，且该添加成份是铜和选自于下列金属所组成的群组中的至少一种：锗、锌、锡以及铼。