本發(fā)明涉及復(fù)合材料的成形加工領(lǐng)域，尤其涉及一種銀銅錫合金-銀復(fù)合釬焊材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：熔流溫度在600～700℃范圍的釬料是電真空器件焊接的末級(jí)釬料，該溫度范圍的釬料種類繁多，但是用于電真空器件最常見的是銀銅錫、銀銅銦和銀銅磷。其中，AgCuSn釬料主要用作電真空焊料，釬接銅、鎳、鋼、可伐合金等同類或異種金屬的構(gòu)件和零件。但該合金塑性差，加工易開裂，加工成片材不易，焊接后焊接層也是塑性差，易開裂。金屬(合金)片材復(fù)合材料生產(chǎn)方法一般有復(fù)合軋制法、擠壓法、爆炸復(fù)合法、釬焊法。軋制復(fù)合的缺點(diǎn)是復(fù)合層的精度難于控制，由于要經(jīng)過(guò)中間退火，不能獲得極薄復(fù)合包覆層；擠壓法界面為機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度低；爆炸法操作難度大，不易控制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種夾層式復(fù)合釬焊材料及制備方法。該復(fù)合材料釬焊時(shí)，外層AgCuSn熔化鋪展，中間的銀片不受影響，留在母材的中間，形成一層受力緩沖帶，會(huì)在釬縫中形成框架結(jié)構(gòu)，能提高釬料的填縫能力，降低釬焊殘余應(yīng)力提高焊接的性能。其制備工藝保證了復(fù)合材料層間結(jié)合牢固，釬焊過(guò)程中不會(huì)發(fā)生片層剝離。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種復(fù)合釬焊材料，該材料為三層層疊結(jié)構(gòu)；其中，銀銅錫合金材料作為兩個(gè)外層，合金成分質(zhì)量百分比為：Ag55～65％，Cu27-35％，Sn8-15％；中間層為高純銀。如上所述的復(fù)合釬焊材料，優(yōu)選地，所述銀銅錫合金層與高純銀層的厚度比為1∶(1～2)。如上所述的復(fù)合釬焊材料，優(yōu)選地，所述復(fù)合釬焊材料的厚度為0.02～0.5mm。另一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合釬焊材料的制備方法，其工藝步驟如下：a)真空熔煉制得銀銅錫鑄錠，成分質(zhì)量百分比為：Ag55～65％，Cu27-35％，Sn8-15％；b)銀銅錫鑄錠固溶處理：400-550℃，保溫2-4小時(shí)，水淬；c)銀銅錫鑄錠軋制：冷軋成板材至厚度為1～2mm；d)切割：將銀銅錫板和純銀板切割至合適的尺寸；e)預(yù)處理：將切割好的銀銅錫板和純銀板砂紙打磨表面，酒精清洗干凈，冷風(fēng)吹干；f)熱壓擴(kuò)散連接：溫度500～590℃，壓力4～10Mpa，時(shí)間10～100min。g)軋制：將釬焊復(fù)合的材料冷軋至要求的厚度0.06～0.5mm。又一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合釬焊材料，其是采用如上所述的方法制備的。再一方面，本發(fā)明提供上述的復(fù)合釬焊材料作為中溫電真空器件焊接的末級(jí)釬料的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果在于以下幾個(gè)方面：1.該復(fù)合釬焊材料于釬焊時(shí)，外層AgCuSn熔化鋪展，中間的銀片不受影響，留在母材的中間，形成一層受力緩沖帶，會(huì)在釬縫中形成框架結(jié)構(gòu)，能提高釬料的填縫能力，降低釬焊殘余應(yīng)力提高焊接的性能。2.該復(fù)合釬焊材料的熔化溫度為580-760℃之間，釬焊性能良好，可以作為中溫電真空器件焊接的末級(jí)釬料，焊接銅、鎳、鋼、可伐合金等同類或異種金屬的構(gòu)件和零件。3.本發(fā)明制備方法中的銀銅錫鑄錠固溶處理步驟可提高合金材料的加工性能，克服了該合金塑性差、加工易開裂的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)固溶處理的合金可通過(guò)冷軋制成片材，避免了熱軋工藝造成材料氧化問(wèn)題。4.不同材料層間采用熱壓擴(kuò)散焊接工藝，并提出適合的工藝條件，獲得的復(fù)合材料層間結(jié)合牢固，釬焊過(guò)程中不會(huì)發(fā)生片層剝離。附圖說(shuō)明圖1是實(shí)施例1制備的復(fù)合釬焊材料斷面金相照片(×1000倍)。圖2是應(yīng)用實(shí)施例1制備的復(fù)合釬焊材料的焊接面照片(×500倍)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1制備復(fù)合釬焊材料(一)a)將銀、銅、錫真空熔煉制得銀銅錫鑄錠，組成質(zhì)量百分比為：Ag60％，Cu28％，Sn12％；熔煉溫度為950℃。b)銀銅錫鑄錠固溶處理：530℃，保溫2.5小時(shí)，水淬；c)銀銅錫鑄錠軋制：冷軋成板材至厚度為2mm；每次壓下量為10％。d)切割：將銀銅錫板和純銀板切割至70×70mm；e)預(yù)處理：將切割好的銀銅錫板和純銀板砂紙打磨表面，酒精清洗干凈，冷風(fēng)吹干；f)熱壓擴(kuò)散連接：溫度590℃，壓力10Mpa，釬焊時(shí)間70min。g)軋制：將釬焊復(fù)合的材料冷軋至厚度為0.06mm。圖1為制備的復(fù)合釬焊材料斷面金相照片，從照片可見，銀銅錫層與純銀層間無(wú)明顯界面，說(shuō)明兩層結(jié)合緊密。使用該釬焊材料對(duì)銅基材進(jìn)行焊接，焊接過(guò)程中未發(fā)生焊片層剝離。圖2為復(fù)合釬料焊接無(wú)氧銅的焊縫金相組織圖，可以看出釬縫的邊界分布著大量的銅基富銀相，釬料對(duì)母材的結(jié)合性能良好。焊縫中間有一層未化的高塑性銀層，形成受力緩沖帶，能提高釬料的填縫能力。實(shí)施例2制備復(fù)合釬焊材料(二)a)將銀、銅、錫真空熔煉制得銀銅錫鑄錠，組成比為：Ag58％重量份，Cu30％重量份，Sn12％重量份；熔煉溫度為1000℃。b)銀銅錫鑄錠固溶處理：550℃，保溫2.0小時(shí)，水淬；c)銀銅錫鑄錠軋制：冷軋成板材至厚度為1mm；每次壓下量為20％。d)切割：將銀銅錫板和純銀板切割至100×100mm；e)預(yù)處理：將切割好的銀銅錫板和純銀板砂紙打磨表面，酒精清洗干凈，冷風(fēng)吹干；f)熱壓擴(kuò)散連接：溫度570℃，壓力9Mpa，釬焊時(shí)間100min。g)軋制：將釬焊復(fù)合的材料冷軋至厚度為0.04mm。實(shí)施例3制備復(fù)合釬焊材料(三)a)將銀、銅、錫真空熔煉制得銀銅錫鑄錠，組成比為：Ag59％重量份，Cu29.5％重量份，Sn11.5％重量份；熔煉溫度為1000℃。b)銀銅錫鑄錠固溶處理：530℃，保溫2小時(shí)，水淬；c)銀銅錫鑄錠軋制：冷軋成板材至厚度為2mm；每次壓下量為15％。d)切割：將銀銅錫板和純銀板切割至200×200mm：e)預(yù)處理：將切割好的銀銅錫板和純銀板砂紙打磨表面，酒精清洗干凈，冷風(fēng)吹干；f)熱壓擴(kuò)散釬焊連接：溫度580℃，壓力10Mpa，釬焊時(shí)間50min。g)軋制：將釬焊復(fù)合的材料冷軋至厚度為0.045mm。實(shí)施例4應(yīng)用實(shí)施例1-3制備的復(fù)合釬焊材料進(jìn)行釬焊試驗(yàn)，取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。表1焊料基材熔化溫度焊著率焊縫抗拉強(qiáng)度實(shí)施例1銅鎳625℃93％24MPa實(shí)施例2銅632℃95％44MPa實(shí)施例3銅620℃91％38MPa當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3