[发明专利]一种轧制制备高性能Al-Cu-Al复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种轧制制备高性能Al‑Cu‑Al复合材料的方法，具体包括如下过程：步骤1，制备含有Sn‑Zn‑Bi‑Mg‑Ga钎料的箔材；步骤2，分别裁取两块1060纯Al、一块T2纯Cu及箔材；步骤3，分别对步骤2裁取的Al和Cu进行退火处理；步骤4，对经步骤3处理后的Al进行碱洗；对经步骤3处理后的Cu表面进行打磨处理；步骤5，将经步骤4处理后的Al、Cu及步骤2裁取的箔材进行酸洗，酸洗后再进行超声清洗；步骤6，将经步骤5处理后的Al、Cu及两块箔材进行组坯，得到铝‑合金‑铜‑合金‑铝复合材料，本发明通过添加钎料来实现Al‑Cu异质金属之间的可靠性连接，以此来避免Cu和Al之间的剧烈反应。

技术领域

本发明属于层状复合材料制备技术领域，涉及一种轧制制备高性能Al-Cu-Al复合材料的方法。

背景技术

Al-Cu异种金属的连接广泛应用于冶金、电力、化工、制冷和航空航天工业中，目前，主要采用熔铸法、爆炸焊、扩散焊、轧制等焊接的方法实现Al-Cu双金属的连接，且界面连接温度在600℃左右。但由于Al、Cu两种金属熔点相差424℃，线膨胀系数相差40％以上，在焊接过程中，两种金属不仅易形成金属氧化物，而且使用过程中易生成裂纹，极大的降低了导电率。

锡铅(Sn-Pb)合金是传统钎料的首选材料，具有优良的低熔点、导电性优良、力学性能较好等特点。但是，铅是一种有毒有害的重金属元素，在使用之后如果没有进行严格的处理，会对自然以及人类的健康有很大的危害，Sn-Zn共晶熔点最接近于Sn-Pb系合金，其强度，塑韧性均优于Sn-Pb系，且成本低廉。

但是现有的Sn-Zn系在铝的表面润湿性较差，不能满足Al-Cu异质金属连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧制制备高性能Al-Cu-Al复合材料的方法，该方法通过添加钎料来实现Al-Cu异质金属之间的可靠性连接，以此来避免Cu和Al之间的剧烈反应，从而形成具有一定强度且界面较窄的结合层。

本发明所采用的技术方案是，一种轧制制备高性能Al-Cu-Al复合材料的方法，具体包括如下过程：

步骤1，制备含有Sn-Zn-Bi-Mg-Ga钎料的箔材；

步骤2，分别裁取规格相同的两块1060纯Al、裁取一块T2纯Cu、裁取步骤1制备的两块规格相同的箔材；

步骤3，分别对步骤2裁取的两块1060纯Al和一块T2纯Cu进行退火处理；

步骤4，对经步骤3处理后的两块1060纯Al进行碱洗；对经步骤3处理后的一块T2纯Cu表面进行打磨处理；

步骤5，将经步骤4处理后的两块1060纯Al、一块T2纯Cu及步骤2裁取的箔材进行酸洗，酸洗后再进行超声清洗；

步骤6，将经步骤5处理后的两块1060纯Al、一块T2纯Cu及两块箔材进行组坯，组坯后得到铝-合金-铜-合金-铝复合材料，对该复合材料进行轧制，并对轧制后的材料进行处理，得到Al/Cu/Al复合材料。

本发明的特点还在于：

步骤1的具体过程为：

步骤1.1，按重量百分比分别称取锡76％～85.7％、锌9％、铋5％～13％、镁0.1％～2％、镓0.1％～2％，上述各组份的重量百分比之和为100％；

步骤1.2，将步骤1.1称取的原料混合后放入超声波清洗仪内，并加入酒精清洗20～40min；