[发明专利]铝合金/不锈钢钎焊用Al-Si-Zn急冷钎料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于异种材料钎焊的钎料，具体地说是铝合金/不锈钢钎焊用Al-Si-Zn急冷钎料的制备方法。

背景技术

近年，随着节能环保进程和汽车及工业领域诸类机械零部件轻量化趋势的加快，制备轻量、耐腐蚀、耐热、高强度兼备的复合部件的技术日趋重要；

铝合金是轻量化的首选材料，然而其耐热性、强度稍欠缺，而不锈钢可以弥补此缺陷。因此，铝合金与不锈钢连接技术的开发研究即成为亟待解决的课题。就连接方法而言，钎焊方法是比较适宜的方法。但铝合金和不锈钢的钎焊为大器形异种材料之间的焊接，由于两者强固的氧化膜及融点、热物理性能差异很大等原因使得焊接很困难。而且迄今，前期研究中对各种铝合金与不锈钢使用Al-Si钎料实施了钎焊，其结果为：铝合金与不锈钢的异材间钎焊很难形成强固的接头。Al-Si共晶钎料对不锈钢虽然能够产生润湿，但产生润湿所需要的时间比润湿铝合金所需时间要长，并且钎料在润湿不锈钢母材前, 先与铝合金母材发生润湿、反应并急速等温凝固，其结果导致的熔融钎料层消失是接头难以形成的主要原因。

因此，开发研制润湿性良好、易于润湿不锈钢，熔点更低、钎料自身力学性能更好的Al-Si基急冷钎料已势在必行，这对钎焊铝合金与不锈钢，加快促进汽车和其他工业领域的节能环保发展的进程，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适于铝合金和不锈钢之间焊接的Al-Si-Zn急冷钎料的制备方法，解决钎料润湿不锈钢差的问题，以进一步提高钎料的润湿性、力学性能，降低钎料熔点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：先制备一种Al-Si-Zn普通钎料，在保证其对不锈钢润湿性的基础上再制备Al-Si-Zn急冷钎料，以进一步提高钎料的润湿性、力学性能，降低钎料熔点。其方案为：铝合金/不锈钢钎焊用Al-Si-Zn急冷钎料的制备方法，采用锌粉以及成分为铝、硅、铁、铜和镁的钎料箔为原料，钎料箔中铝、硅、铁、铜和镁占原料总重量的百分比为：铝78.8—87.7%、硅11－13%、铁0.6－0.8%、铜0.3－0.4%、镁0.1－0.2%，锌粉占原料总重量的百分比为：0.1—7%；制备步骤为：

（1）、将成分为铝、硅、铁、铜和镁的钎料箔以及锌粉按照上述比例加入到真空非自耗电弧炉中，将炉内抽成真空，真空度为4×10^-2Pa，然后向炉内冲入压强为0.02MPa的氩气作为保护气体；

（2）、打开电弧炉电源向原料中打入电弧，对原料进行熔炼，调节电流使原料以每秒28℃的速率升温，熔炼过程中通过电弧产生的推力搅拌熔融合金，熔炼温度上升至1400-1500℃后，切断电弧炉电源自然冷却15分钟；

（3）、将熔炼后的原料取出并翻转后重新送入电弧炉，按照上述方法再进行1至2次熔炼；熔炼结束后，得到的合金自然冷却；

（4）、将冷却后的合金块取出，用砂纸对合金块表面进行打磨，去除合金块表面的残杂和氧化膜，打磨时，先用磨料粒度为400目的砂纸打磨一遍，再依次用磨料粒度为800目和1200目的砂纸各打磨一遍；

（5）、将打磨过的合金块放入单辊熔体快淬设备的石英管内，加热使合金块熔化，然后将熔化后的合金通过设备的喷嘴喷至辊轮上，经甩带制成宽15mm，厚120μm的钎料箔带，即制成Al-Si-Zn急冷钎料。

本发明的有益效果是：本技术方案中原料的选择有利于铝合金和不锈钢之间的焊接，采用以上原料配比制备的钎料具有良好的润湿性，缩短了对不锈钢的润湿时间，能够同步润湿不锈钢和铝合金，使不锈钢和铝合金之间形成牢固的接头。钎料经过单辊熔体快淬法急冷甩带后，进一步提高了钎料的润湿性、力学性能，降低钎料熔点，更易于不锈钢和铝合金的焊接，并提高了焊接强度。采用先制备Al-Si-Zn普通钎料，然后再转化制备Al-Si-Zn急冷钎料的方法，不仅使整个制备工艺过程简单化，而且还可先筛选工艺性能、力学性能良好的Al-Si-Zn普通钎料，在此基础上再制备Al-Si-Zn急冷钎料，提高了效率，并降低了成本。

具体实施方式

结合实施例具体说明本发明的实施方式：铝合金/不锈钢钎焊用Al-Si-Zn急冷钎料的制备方法，采用锌粉以及成分为铝、硅、铁、铜和镁的钎料箔为原料，钎料箔中铝、硅、铁、铜和镁占原料总重量的百分比为：铝78.8—87.7%、硅11－13%、铁0.6－0.8%、铜0.3－0.4%、镁0.1－0.2%，锌粉占原料总重量的百分比为：0.1—7%；制备步骤为：