[发明专利]一种Al-Cu-Si-Bi-La箔状钎料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料，由以下原料构成，其中Cu：18.0%~22.0%，Si：4.5%~5.5%，Bi：0.5%~1.5%，La：0.01%~0.5%，余量为Al，其制备方法包括原料装填，加热熔炼，调制毛坯，精炼毛坯，成型设备预热，精炼毛坯取样，小样试生产及正式生产等八步。本发明制备方法简单，易掌握，且生产成本低廉，可在有效提高焊接件焊接质量、焊接效率并简化焊接工艺的同时，另可有效的提高焊接钎料的产品质量和生产效率，并可有效降低焊接钎料的生产成本。

主权项

1.一种Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料制备方法，其特征在于，所述的Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料制备方法包括如下步骤：第一步，原料装填，将配比好的纯Al、Cu和Al‑Si合金置于高真空感应熔炼炉的石墨坩埚中，并把单质Bi置于圆柱形不锈钢模具槽中，把Al‑La合金放入石墨坩埚上方二次加料装置中；然后将石墨坩埚抽高真空至1×10^‑3Pa~3×10^‑3Pa，并关闭扩散泵高压阀后充入纯度≥99.999%的氩气至石墨坩埚内气压为0MPa即可，其中Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料按以下质量百分比进行混合：其中Cu：18.0%~22.0%，Si：4.5%~5.5%，Bi：0.5%~1.5%，La：0.01%~0.5%，余量为Al；第二步，加热熔炼，打开感应加热电源，预热石墨坩埚，并至石墨坩埚温度为550~600℃，保温2~3min然后快速加热至1100~1200℃，令坩埚内的金属原料熔化完全，并保温5~6min，随之调节感应电流至150~160A，保温1~2min后打开二次加料装置中的加料阀，使Al‑La合金自然落入金属液中，待Al‑La合金熔化并保温10~15min，然后把合金溶液迅速倒入Φ10—Φ20mm的不锈钢模具中，从而冲熔低熔点的单质Bi，待合金液凝固后随炉冷却制备合金毛坯；第三步，调制毛坯，将第二步制备的合金毛坯表层的氧化层清理掉，然后将合金毛坯添加到高真空感应熔炼炉的石墨坩埚中，然后将石墨坩埚抽高真空至1×10^‑3Pa~1.3×10^‑3Pa，并关闭扩散泵高压阀后充入纯度≥99.999%的氩气至石墨坩埚内气压为0MPa，然后对石墨坩埚预热，并至石墨坩埚温度为550~600℃，保温2~3min然后快速加热至700~850℃，令坩埚内的金属原料熔化完全，并保温18~22min，使Al‑Cu‑Si‑Bi‑La合金熔液在电磁搅拌作用下混合均匀，然后停止加热，待合金液呈现暗红色时，摇动石墨坩埚使合金液冲破表面氧化膜外壳而顺利倒入Φ10—Φ20mm的不锈钢模具中，并随炉冷却制备得到调制毛坯；第四步，精炼毛坯，将第三步得到的调制毛坯再次重复第三步的熔炼作业，并最终得到精炼毛坯；第五步，成型设备预热，打开甩带机总电源，然后依次打开循环水、机械泵和扩散泵，等待扩散泵预热1.5h后，开启高压阀，检测甩带机炉腔的真空度，并在真空度小于2.0×10^‑3Pa时，通入氩气，且通入氩气后的炉腔真空计读数为‑0.08~‑0.02MPa，然后启动铜辊旋转控制开关，调节铜辊转速至1250~1750 r/min，等待1~3min，使铜辊转速稳定；第六步，精炼毛坯取样，将第四步制备得到的精炼毛坯去除表面氧化皮，然后截取20~25g作为甩带试样，试样用酒精、丙酮、超声清洗后置于石英管中，然后将石英管固定在真空甩带机炉腔内的感应线圈中，并通过位置调节装置调整石英管下端喷嘴至铜辊间距为1.5~2.0mm；第七步，小样试生产，在完成第六步操作后，打开甩带机感应加热电源，调节电流至11~12A，加热3~4min并保温至石英管内的钎料合金完全熔化，通过连接在石英管上端的通气软管向石英管内通入气压为0.01~0.05MPa的氩气，驱动熔融钎料在气体压力差作用下，从石英管下端的喷嘴处喷至高速旋转的铜辊上，然后在铜辊的轧制作用下制备得到箔状钎料小样；然后对小样的参数进行检测，若小样参数符合工艺要求，则保持甩带机的当前工作参数，并准备进行下一步正式生产操作，若小样参数不符合工艺要求，则返回到第六步精炼毛坯取样操作，然后对第七步中的甩带机工作参数进行调整，并再次进行小样实验生产，直至小样的参数符合工艺要求为止；第八步，正式生产，在第七步的甩带机制备出满足工艺要求的小样后，则在当前的甩带机工作参数条件下进行箔状钎料正式产品的生产加工。