本申請涉及釬焊材料的，尤其是涉及一種鋁基釬料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、鋁及鋁合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、加工性能好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好、成本低、易于回收等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、電子、高鐵列車等領(lǐng)域的主體結(jié)構(gòu)及一些輕量化部件上。近年來，隨著鋁及鋁合金需求的逐年增加，與之相關(guān)的制造工藝備受關(guān)注。釬焊由于其產(chǎn)品變形小、尺寸精度高且結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，是鋁合金產(chǎn)品制造的最主要方法之一。釬焊材料作為鋁合金釬焊的關(guān)鍵已成為國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。
2、目前，鋁合金釬焊材料主要以al-si系合金為主，而al-si系合金釬料的缺點(diǎn)是熔點(diǎn)較高（577℃），所需施焊溫度一般在600℃以上，非常接近鋁合金的熔點(diǎn)，釬焊時(shí)極易出現(xiàn)母材過燒、溶蝕、晶粒粗大等缺陷。因此，降低al-si合金釬料的熔化溫度勢在必行。在al-si系合金釬料的基礎(chǔ)上，加入cu、ge、zn等降熔元素形成低熔點(diǎn)合金是鋁合金硬釬料優(yōu)化的主流方向?，F(xiàn)已開發(fā)的鋁合金低熔點(diǎn)合金釬料主要有三元系和四元系兩類。
3、然而對于現(xiàn)有三元系合金釬料而言，實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)總要通過犧牲釬料或釬焊接頭的性能來實(shí)現(xiàn)，而且成本較高，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到極大限制。對于現(xiàn)有四元系合金釬料而言，雖然釬料的加工性能以及釬焊接頭的力學(xué)性能得到改善，但為了保證較低的熔化溫度，釬料中主要降熔元素cu、ge等的含量依舊較高，成本問題依然顯著。
4、總而言之，隨著航空航天、汽車制造、電子設(shè)備、高鐵列車等領(lǐng)域的發(fā)展，鋁及鋁合金的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，鋁合金的釬焊制造產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展。當(dāng)前傳統(tǒng)鋁及鋁合金釬料存在的熔點(diǎn)高、成本高、接頭性能差等問題凸顯，研究開發(fā)一種低熔點(diǎn)、低成本、加工性能好且釬焊接頭強(qiáng)度高的鋁合金釬焊材料極其必要。。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N鋁基釬料及其制備方法，具有低熔點(diǎn)、低成本、加工性能好且釬焊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N鋁基釬料，采用如下的技術(shù)方案：
3、一種鋁基釬料，所述釬料由以下質(zhì)量百分比的原料制成：
4、si?6.8～9.7%，
5、cu?10.5～14.9%，
6、zn?5.8～7.3%，
7、sn?1.0～3.0%，
8、余量為al。
9、通過采用上述技術(shù)方案，si是一種有效的降熔點(diǎn)元素，能夠顯著降低釬料的液相線溫度，且si的加入可以改善釬料的流動性，使其在釬焊過程中更容易填充焊縫。同時(shí)，si還能增強(qiáng)釬料的鋪展性，并提高釬料的強(qiáng)度和韌性，使釬焊接頭具有更好的力學(xué)性能。
10、?cu能顯著降低釬料的熔點(diǎn)，并顯著提高釬料接頭的抗剪切強(qiáng)度。且cu具有良好的潤濕性，能夠改善釬料對母材的潤濕能力，從而提高釬焊接頭的質(zhì)量。此外，cu與zn、sn元素可以形成固溶體或共晶體，這些結(jié)構(gòu)的形成有助于提高釬料的力學(xué)性能。
11、?zn同樣是一種能夠有效降低釬料熔點(diǎn)的元素，適量的zn可以改善釬料的流動性和潤濕性，使其在釬焊過程中更容易填充焊縫，形成均勻的焊縫組織。此外，zn本身具有一定的耐腐蝕性，添加到釬料中后可以提高釬焊接頭的耐腐蝕性能，通過添加適量的zn可以在一定程度上調(diào)節(jié)釬焊接頭的力學(xué)性能。zn還可以促進(jìn)釬料與母材之間的界面反應(yīng)，形成更穩(wěn)定的結(jié)合界面，在sn-zn共晶釬料與鋁的作用機(jī)制中，zn會向鋁晶界中滲透，并在晶粒邊緣形成al-zn固溶體；同時(shí)，鋁也會在某些界面點(diǎn)向sn-zn合金中突刺生長為針狀al-sn-zn固溶體晶須，從而進(jìn)一步強(qiáng)化釬料與母材的結(jié)合。
12、?sn是一種低熔點(diǎn)元素，其與zn、cu等形成合金時(shí)可以顯著降低釬料的熔點(diǎn)，且sn具有良好的流動性和潤濕性及耐腐蝕性。
13、通過上述配比，制得的鋁基釬料具有低熔點(diǎn)、低成本、加工性能好且釬焊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
14、?可選的，所述釬料由以下質(zhì)量百分比的原料制成：si?7.8%、cu?14.52%、zn6.76%、sn?3%，余量為al。
15、通過采用上述技術(shù)方案，在上述配比下，制得的鋁基釬料具有最佳的綜合性能。
16、可選的，所述釬料的熔點(diǎn)為420.00～530.46℃。
17、可選的，所述釬焊搭接接頭剪切強(qiáng)度為73.3～81.8mpa。
18、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N鋁基釬料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：
19、一種鋁基釬料的制備方法，包括以下步驟：
20、s1、原料配置：按用料配比分別稱取si、cu、zn、sn和al原料；
21、s2、一級熔煉：在石墨坩堝中撒入熔鹽并加熱熔融后，投入si、al原料熔煉al-si中間合金液；
22、s3、二級熔煉：將cu、zn、sn原料依次加入al-si中間合金液中，時(shí)間間隔為10～15min，在900～1000℃條件保溫20～30min并攪拌，獲得釬料合金液；
23、s4、加工成型：將釬料合金液澆筑成錠，經(jīng)軋制、拉拔后制成鋁基釬料。
24、通過采用上述技術(shù)方案，可以避免顆粒聚集夾雜空氣，待所有固體完全熔化后用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，可以有效減少合金元素的偏析，以獲得成分均勻的釬料合金。
25、可選的，所述熔鹽包括質(zhì)量比為1：1的nacl和kcl。
26、通過采用上述技術(shù)方案，nacl和kcl作為熔鹽介質(zhì)，可以顯著降低釬料的合成溫度，從而減少能耗并提高生產(chǎn)效率。
27、且使用nacl和kcl的混合熔鹽制備的釬料，通常具有較小的粒徑、高純度和可控的結(jié)構(gòu)。這些特性對于提高釬焊接頭的性能至關(guān)重要，如增強(qiáng)接頭的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性。
28、可選的，熔融后的熔鹽體積為al-si中間合金液體積的2～3倍。
29、通過采用上述技術(shù)方案，上述用量的熔鹽作為反應(yīng)介質(zhì)，能夠提供穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境，并有助于控制釬料的熔點(diǎn)、流動性和鋪展性等性能。
30、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：
31、1.釬料的熔點(diǎn)為420.00～530.46℃，可以釬焊固相線溫度最低在550℃以上的鋁合金，適用范圍廣泛；
32、2.本申請釬料配合alf3-kf-kcl-csf釬劑，在同一釬焊溫度下鋪展面積遠(yuǎn)大于4045釬料配合nocolok釬劑的鋪展面積，表現(xiàn)出良好的潤濕性；
33、3.本申請通過合理調(diào)整各組分的比例，在實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)、高接頭強(qiáng)度的同時(shí)，顯著降低了釬料的生產(chǎn)成本。
1.一種鋁基釬料，其特征在于，所述釬料由以下質(zhì)量百分比的原料制成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁基釬料，其特征在于，所述釬料由以下質(zhì)量百分比的原料制成：si?7.8%、cu?14.52%、zn?6.76%、sn?3%，余量為al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁基釬料，其特征在于，所述釬料的熔點(diǎn)為420.00～530.46℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁基釬料，其特征在于，所述釬焊搭接接頭剪切強(qiáng)度為73.21～81.8mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種鋁基釬料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋁基釬料的制備方法，其特征在于，所述熔鹽包括質(zhì)量比為1：1的nacl和kcl。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋁基釬料的制備方法，其特征在于，熔融后的熔鹽體積為al-si中間合金液體積的2～3倍。