[发明专利]一种铝基复合材料及铝合金用钎料及钎焊方法

权利要求书

1.一种铝基复合材料及铝合金用低熔点Zn-Al-Mg系三元活性钎料，其特征在于：在Zn-Al二元共晶的基础上添加活性元素Mg，从而构成低熔点的、能改善界面反应均一性的Zn-Al-Mg系三元活性钎料，其中各合金元素的质量分数含量为：3～10％Al，2～7％Mg，其余为Zn。

2.如权利要求1所述低熔点Zn-Al-Mg系三元活性钎料，其特征在于：所述低熔点Zn-Al-Mg系三元活性钎料的熔化范围为337℃～475℃，其中典型活性钎料成分Zn-5Al-4Mg的熔化范围为344.9～356.9℃。

3.如权利要求1或2所述低熔点Zn-Al-Mg系三元活性钎料的制备方法，其特征在于，工序为：

1)选料：选择原材料为：纯Al块，纯Zn块，纯Mg块；

2)配料：将纯Al、纯Zn、纯Mg按照质量百分比为3～10％的Al、2～7％的Mg、其余为Zn进行配料；

3)装料：将上述Al、Mg、Zn三种原始材料放置于可封闭的坩埚中，其中将熔点低、密度大、惰性强的纯Zn置于混合物上部以便用Zn液保护活泼的Mg；

4)熔炼：首先向封闭的坩埚中通入纯Ar，排除空气；继续在Ar保护下，高频加热熔炼、溶解；为防止Zn液蒸发，将合金液继续加热至500℃，然后保温30min，继续熔炼、溶解，使液相成分均匀化；然后，继续在Ar的保护下静置冷却凝固为钎料合金块；

5)成型：为防止Al、Mg轻金属合金原子在Zn中出现重力偏析，将钎料合金块采用急冷甩带工艺制备成箔带；或者通过保温、热轧工艺制备为钎料片或钎料棒以便于预置。

4.根据权利要求3所述的钎料的制备方法，其特征在于：1)在熔炼初、中期，利用Zn液防止Mg的进一步氧化，即当熔点最低的纯Zn先迅速熔化后，部分液体保护纯Mg并迅速使Mg溶解入Zn液中；2)随后在纯Al的熔化过程中，同样利用溶解思路使熔点相对较高的Al向先期形成的Zn-Mg合金液中溶解而液化，从而可降低熔炼温度，以防止Zn液的蒸发；3)继续保温使液相成分均匀化；4)得益于所确定的成分范围成带性能好而不碎断，采用急冷甩带工艺制备成成分均匀的箔带状钎料。

5.低频低幅往复摩擦辅助的活性钎焊方法，其特征在于：采用了“马鞍形”加压程序控制；所述“马鞍形”加压程序是：1)将钎料片或箔带预置在被焊工件之间，并施加1MPa的压力，以使界面密合、导入微变形并防氧化；2)加热至接近钎料固相线的330℃后，为避免钎料挤出而将压力减小为0.01～0.5MPa，并继续将被焊工件加热到400～550℃；3)待保温0～1min后，对被焊工件之一施加5～200s的界面辅助摩擦，其振幅为0.1～2mm，频率为10～50Hz；4)振动停止后施加0.05～2MPa压力，保温0～10min，冷却。

6.根据权利要求5所述的低频低幅往复摩擦辅助的活性钎焊方法，其特征在于，其低成本界面辅助摩擦系统由单相直流调速电机或单相异步电动机、偏心距为0.05～1mm的偏心轮传动机构、滑块导轨组成，其产生的界面摩擦振幅为0.1～2mm，频率为10～50Hz；其滑块导轨为倒T型、燕尾槽或定向导杆中的一种。