[发明专利]一种SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及SiC颗粒增强铝基复合材料焊接技术领域，尤其涉及一种SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊方法。

背景技术

SiCp/Al复合材料是一种能满足特殊物理性能要求的轻型复合材料，具有比强度高、比刚度高、弹性模量高等优异性能，广泛应用于航空航天、军事武器、汽车电子、体育器材等领域。SiCp/Al的基体和增强相在物理与化学性质上的巨大差异，使得其连接特性明显不同于基体金属材料和陶瓷材料，焊接性能很差，使得SiCp/Al-MMCs在很多领域中的应用都受到限制。因此，研制一种适用于SiCp/Al复合材料的焊接方法成为本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊方法，采用铝硅镁钎料结合使用真空钎焊方法，克服了SiC颗粒增强铝基复合材料表面结合力差的缺点，提高了焊缝结合力，剪切强度高达65.9MPa，工艺简单，容易操作。

本发明提出的一种SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊方法，包括如下步骤：

S1、将SiC颗粒增强铝基复合材料放入水中，进行磨削，超声洗涤，在真空条件下室温干燥得到预焊基材；

S2、将铝硅镁钎料进行表面打磨，洗涤，干燥得到焊接钎料；

S3、将真空钎焊炉抽至真空，将预焊基体和焊接钎料转配后放入真空钎焊炉；

S4：S4：将真空钎焊炉升温至580-600℃，保温25-35min，钎焊过程中在焊接接头加以恒定压力，随炉冷却，完成焊接得到焊件。

优选地，在S2中，铝硅镁钎料组分按重量百分比包括：Si 10-13％，Mg 1-2％，Ti 3-5％，余量为Al。

优选地，在S2中，铝硅镁钎料组分按重量百分比包括：Si 12％，Mg 1.5％，Ti 4％，Al 82.5％。

优选地，在S4中，钎焊过程中在焊接接头施以7-8MPa的恒定压力。

优选地，在S4中，升温速率为30℃/min。

优选地，在S1中，超声洗涤在丙酮和/酒精溶液中进行，超声时间为20-30min。

优选地，在S1中，SiC颗粒增强铝基复合材料放入水中，用水铺展开SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用细粒度的磨削粉对SiC颗粒增强铝基复合材料进行磨削。

优选地，在S2中，铝硅镁钎料用砂纸打磨，丙酮清洗。

优选地，在S2中，钎料在室温下干燥。

优选地，在S1中，SiC颗粒增强铝基复合材料在打磨清洗后表面进行镀铜或镀镍。

优选地，在S3中，真空钎焊炉中真空度为5.5×10^-3～7.5×10^-3Pa。

本发明采用铝硅镁钎料焊接SiC颗粒增强铝基复合材料基材，Al-Si-Mg的熔点低，加入Ti元素作为钎料的活性元素，钎料能够快速凝固甩带成型，箔片厚度为50μm左右，固-液相线温度区间为545～569℃，焊接时不会对母体材料造成损坏，Ti元素改善了钎料和SiC颗粒增强铝基复合材料接触表面张力，有助于钎料在基材表面铺展，提高了焊金属与基材的结合力，提高焊缝的力学性能；在真空钎焊前，对SiC颗粒增强铝基复合材料进行镀铜或锡，改进了其表面张力，提高SiC颗粒表面金属镀层的牢固性和稳定性，控制合理的升温速度，保证焊件析出的气体被充分抽出，同时要使焊件整体受热均匀，保证钎料熔化时基材内外温度基本一致，使毛细作用能有效发挥，以减小或防止骤热产生的应力而引起变形；采用逐步升温后保温，减小基材和钎料的温度梯度，使焊件各部分的温度得以均匀，使钎料的内外层均匀熔化填充接缝，提高焊接质量。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊方法，包括如下步骤：

S1、将SiC颗粒增强铝基复合材料放入水中，进行磨削，超声洗涤，在真空条件下室温干燥得到预焊基材；

S2、将铝硅镁钎料进行表面打磨，洗涤，干燥得到焊接钎料；

S3、将真空钎焊炉抽至真空，将预焊基体和焊接钎料转配后放入真空钎焊炉；

S4：将真空钎焊炉升温至590℃，保温30min，钎焊过程中在焊接接头加以恒定压力，随炉冷却，完成焊接得到焊件。

实施例2

一种SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊方法，包括如下步骤：

S1、将SiC颗粒增强铝基复合材料放入水中，进行磨削，超声洗涤，在真空条件下室温干燥得到预焊基材；