一種連接鎂合金與鋁合金的方法
【專利摘要】一種連接鎂合金與鋁合金的方法，它涉及一種連接鎂合金和鋁合金的方法。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有鎂合金和鋁合金焊接過(guò)程中容易生成大量Mg?Al系金屬間化合物而嚴(yán)重影響接頭性能的問(wèn)題。方法：一、中間層預(yù)處理；二、鎂合金預(yù)處理；三、鋁合金預(yù)處理；四、將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件；將裝配件置于真空釬焊爐中，調(diào)整溫度、壓力進(jìn)行焊接，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。采用本發(fā)明方法完成的鎂合金與鋁合金焊接，接頭強(qiáng)度為31.2MPa～43.7MPa。本發(fā)明可獲得一種連接鎂合金與鋁合金的方法。
【專利說(shuō)明】
一種連接鏌合金與鋁合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種連接鎂合金和鋁合金的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)輕量化的要求越來(lái)越高，而合理地采用輕型材料是一種相對(duì)有效和容易實(shí)現(xiàn)的方法。作為輕金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金和鋁合金具有密度低、比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)，正被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。如，在航天器中的航天發(fā)動(dòng)機(jī)以及零部件中使用Mg/Al復(fù)合連接結(jié)構(gòu)可以減輕構(gòu)件的質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的性能。因此，這就涉及到鎂合金和鋁合金的焊接問(wèn)題。目前，二者的焊接主要集中在釬焊、TIG焊、激光焊等方法。但是，在熔化焊的過(guò)程中，鎂合金和鋁合金在高溫下以液態(tài)形式相接觸，在焊縫形成大量Mg-Al系金屬間化合物，嚴(yán)重影響接頭性能。即使是采用母材不熔化的釬焊方法，鎂合金和鋁合金也會(huì)向液相釬料中溶解，同樣不可避免的生成大塊Mg-Al系金屬間化合物。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有鎂合金和鋁合金焊接過(guò)程中容易生成大量Mg-Al系金屬間化合物而嚴(yán)重影響接頭性能的問(wèn)題，而提供一種連接鎂合金與鋁合金的方法。
[0004]—種連接鎂合金與鋁合金的方法是按以下步驟完成的:
[0005]—、中間層預(yù)處理:使用800#砂紙將中間層的表面打磨至光亮，再將表面光亮的中間層置于丙酮中，再在超聲功率為100W?120W下超聲清洗5min?lOmin，取出后瞭干，得到處理后的中間層；
[0006]步驟一中所述的中間層為紫銅或a黃銅；
[0007]二、鎂合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鎂合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鎂合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W ?120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，得到處理后的鎂合金；
[0008]三、鋁合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鋁合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鋁合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W ?120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，再浸入到溫度為60°C?80°C的堿液中l(wèi)min ?2min，取出后再浸入到溫度為30 °C?50 °C的酸液中l(wèi)min?5min，再使用蒸餾水清洗3次? 5次，再在溫度為40°C?60°C下干燥0.5h?lh，得到處理后鋁合金；
[0009]步驟三中所述的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的NaOH溶液；[〇〇1〇]步驟三中所述的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的HN03溶液；
[0011]四、將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為10—3Pa?10—2Pa，再以20 °C/min?30 °C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至475 。(:?485°C，再在溫度為475°C?485°C、脈沖壓力為2MPa?5MPa和脈沖頻率為0.3Hz?0.5Hz 的條件下保溫5min?lOmin;再將真空釬焊爐以20°C/min?30°C/min的升溫速率從475°C?485°C升溫至570°C?575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為0.5MPa?IMPa的條件下保溫3min?5min;再將真空釬焊爐以5°C/min?10°C/min的降溫速率從570°C?575°C降溫至 560°C?565°C，再在溫度為560°C?565°C和壓力為0.3MPa?0.5MPa下保溫lOmin?15min; 再將真空釬焊爐以15°C/min?20°C/min的降溫速率從560°C?565°C降溫至490°C?500°C， 再在溫度為490°C?500°C和壓力為IMPa?1.5MPa下保溫lmin?3min;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。[0〇12] 本發(fā)明的原理:[〇〇13]根據(jù)相圖及擴(kuò)散理論計(jì)算可知，鎂和銅共晶反應(yīng)溫度為487°C，鋁和銅的共晶反應(yīng)溫度為548°c，兩個(gè)反應(yīng)溫度相差ere，且中間層元素cu在鎂合金中的擴(kuò)散速度是在鋁合金中的100倍左右，這就使得Cu與鎂合金的反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于Cu與鋁合金的反應(yīng)速率。另外，鋁合金表面有一層較薄但致密的氧化膜，因此本發(fā)明采取特定的工藝參數(shù):在溫度為475°c? 485°C、脈沖壓力為2MPa?5MPa和脈沖頻率為0.3Hz?0.5Hz的條件下保溫5min?lOmin;此時(shí)接觸反應(yīng)并未發(fā)生，目的是通過(guò)機(jī)械外力使鋁合金氧化薄膜破碎，露出母材新鮮表面;之后快速升溫至570°C?575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為0.5MPa?IMPa的條件下保溫3min?5min;高溫短時(shí)保溫的目的是在適當(dāng)?shù)膲毫ο麓龠M(jìn)Cu與鋁合金的擴(kuò)散反應(yīng)，使Cu/ A1界面出現(xiàn)少量液相，而又避免Cu與鎂合金長(zhǎng)時(shí)間的劇烈反應(yīng);隨后降溫至560°C?565°C， 再在溫度為560°C?565°C和壓力為0.3MPa?0.5MPa下保溫lOmin?15min，此過(guò)程是擴(kuò)散反應(yīng)進(jìn)行的主要過(guò)程，為避免母材在高溫下發(fā)生蠕變，故施加小壓力；最后降溫至490°C?500 °C，再在溫度為490°C?500°C和壓力為IMPa?1.5MPa下保溫lmin?3min，目的是將Cu/Mg界面多余的共晶液相擠出釬縫，以提高接頭性能。[〇〇14]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0015]—、本發(fā)明提出了一種加入固相Cu中間層，利用接觸反應(yīng)釬焊鎂合金和鋁合金的方法，能夠克服鎂合金和鋁合金直接接觸生成大量金屬間化合物的問(wèn)題，得到力學(xué)性能較好的接頭，對(duì)擴(kuò)展鎂合金和鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域具有較大的現(xiàn)實(shí)意義；
[0016]二、采用Cu做中間層，利用接觸反應(yīng)實(shí)現(xiàn)鎂合金和鋁合金的連接，成功避免了 Mg-A1系金屬間化合物的生成；[〇〇17]三、相對(duì)于傳統(tǒng)釬焊方法配制低熔點(diǎn)釬料，本發(fā)明采用廉價(jià)的Cu做中間層，釬焊的成本降低；
[0018]四、利用A1和Cu共晶反應(yīng)產(chǎn)生的共晶液相將破碎的鋁氧化膜包圍、漂浮并擠出釬縫，即利用Al-Cu接觸反應(yīng)的“自清潔”作用去除鋁氧化膜，無(wú)需使用釬劑即可實(shí)現(xiàn)共晶液相的反應(yīng)鋪展；
[0019]五、采用本發(fā)明的工藝參數(shù)可以平衡Mg/Cu和Al/Cu之間反應(yīng)程度的差異，進(jìn)而形成Mg/Cu/Al可靠接頭；
[0020]六、采用本發(fā)明方法完成的鎂合金與鋁合金焊接，接頭強(qiáng)度為31.2MPa?43.7MPa。
[0021]本發(fā)明可獲得一種連接鎂合金與鋁合金的方法。【附圖說(shuō)明】[〇〇22]圖1為實(shí)施例一制備的焊接后的鎂合金與鋁合金的接頭焊縫SEM圖，圖1中1為Mg 層，2為Cu層，3為A1層。【具體實(shí)施方式】
[0023]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式是一種連接鎂合金與鋁合金的方法是按以下步驟完成的:[〇〇24]一、中間層預(yù)處理:使用800#砂紙將中間層的表面打磨至光亮，再將表面光亮的中間層置于丙酮中，再在超聲功率為100W?120W下超聲清洗5min?lOmin，取出后瞭干，得到處理后的中間層；
[0025]步驟一中所述的中間層為紫銅或a黃銅；[〇〇26]二、鎂合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鎂合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鎂合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W ?120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，得到處理后的鎂合金；[〇〇27]三、鋁合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鋁合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鋁合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W ?120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，再浸入到溫度為60°C?80°C的堿液中l(wèi)min ?2min，取出后再浸入到溫度為30 °C?50 °C的酸液中l(wèi)min?5min，再使用蒸餾水清洗3次? 5次，再在溫度為40°C?60°C下干燥0.5h?lh，得到處理后鋁合金；[〇〇28]步驟三中所述的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的NaOH溶液；[〇〇29]步驟三中所述的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的HN03溶液；[〇〇3〇]四、將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為10—3Pa?10—2Pa，再以20 °C/min?30 °C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至475 。(:?485°C，再在溫度為475°C?485°C、脈沖壓力為2MPa?5MPa和脈沖頻率為0.3Hz?0.5Hz 的條件下保溫5min?lOmin;再將真空釬焊爐以20°C/min?30°C/min的升溫速率從475°C? 485°C升溫至570°C?575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為0.5MPa?IMPa的條件下保溫3min?5min;再將真空釬焊爐以5°C/min?10°C/min的降溫速率從570°C?575°C降溫至 560°C?565°C，再在溫度為560°C?565°C和壓力為0.3MPa?0.5MPa下保溫lOmin?15min; 再將真空釬焊爐以15°C/min?20°C/min的降溫速率從560°C?565°C降溫至490°C?500°C， 再在溫度為490°C?500°C和壓力為IMPa?1.5MPa下保溫lmin?3min;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。
[0031]本實(shí)施方式的原理:
[0032]根據(jù)相圖及擴(kuò)散理論計(jì)算可知，鎂和銅共晶反應(yīng)溫度為487°C，鋁和銅的共晶反應(yīng)溫度為548°c，兩個(gè)反應(yīng)溫度相差ere，且中間層元素cu在鎂合金中的擴(kuò)散速度是在鋁合金中的100倍左右，這就使得Cu與鎂合金的反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于Cu與鋁合金的反應(yīng)速率。另外，鋁合金表面有一層較薄但致密的氧化膜，因此本實(shí)施方式采取特定的工藝參數(shù):在溫度為475 。(:?485°C、脈沖壓力為2MPa?5MPa和脈沖頻率為0 ? 3Hz?0 ? 5Hz的條件下保溫5min? lOmin;此時(shí)接觸反應(yīng)并未發(fā)生，目的是通過(guò)機(jī)械外力使錯(cuò)合金氧化薄膜破碎，露出母材新鮮表面;之后快速升溫至570°C?575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為0.5MPa?IMPa 的條件下保溫3min?5min;高溫短時(shí)保溫的目的是在適當(dāng)?shù)膲毫ο麓龠M(jìn)Cu與鋁合金的擴(kuò)散反應(yīng)，使Cu/Al界面出現(xiàn)少量液相，而又避免Cu與鎂合金長(zhǎng)時(shí)間的劇烈反應(yīng);隨后降溫至560。(:?565°C，再在溫度為560°C?565°C和壓力為0.3MPa?0.5MPa下保溫lOmin?15min，此過(guò)程是擴(kuò)散反應(yīng)進(jìn)行的主要過(guò)程，為避免母材在高溫下發(fā)生蠕變，故施加小壓力;最后降溫至 490°C?500°C，再在溫度為490°C?500°C和壓力為IMPa?1 ? 5MPa下保溫lmin?3min，目的是將Cu/Mg界面多余的共晶液相擠出釬縫，以提高接頭性能。[〇〇33]本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn):
[0034]—、本實(shí)施方式提出了一種加入固相Cu中間層，利用接觸反應(yīng)釬焊鎂合金和鋁合金的方法，能夠克服鎂合金和鋁合金直接接觸生成大量金屬間化合物的問(wèn)題，得到力學(xué)性能較好的接頭，對(duì)擴(kuò)展鎂合金和鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域具有較大的現(xiàn)實(shí)意義；
[0035]二、采用Cu做中間層，利用接觸反應(yīng)實(shí)現(xiàn)鎂合金和鋁合金的連接，成功避免了 Mg-A1系金屬間化合物的生成；
[0036]三、相對(duì)于傳統(tǒng)釬焊方法配制低熔點(diǎn)釬料，本實(shí)施方式采用廉價(jià)的Cu做中間層，釬焊的成本降低；
[0037]四、利用A1和Cu共晶反應(yīng)產(chǎn)生的共晶液相將破碎的鋁氧化膜包圍、漂浮并擠出釬縫，即利用Al-Cu接觸反應(yīng)的“自清潔”作用去除鋁氧化膜，無(wú)需使用釬劑即可實(shí)現(xiàn)共晶液相的反應(yīng)鋪展；[〇〇38]五、采用本實(shí)施方式的工藝參數(shù)可以平衡Mg/Cu和Al/Cu之間反應(yīng)程度的差異，進(jìn)而形成Mg/Cu/Al可靠接頭；[〇〇39]六、采用本實(shí)施方式方法完成的鎂合金與鋁合金焊接，接頭強(qiáng)度為31.2MPa? 43.7MPa〇
[0040]本實(shí)施方式可獲得一種連接鎂合金與鋁合金的方法。
[0041]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的紫銅的純度大于99.9%。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一相同。[〇〇42]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的a黃銅中Zn含量小于35%。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一或二相同。[〇〇43]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的中間層的尺寸為8mm X 8mm，厚度為lOOwii?200wii。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0044]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同點(diǎn)是:步驟二中所述的鎂合金為AZ31B鎂合金。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0045]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同點(diǎn)是:步驟三中所述的鋁合金為ZL108鋁合金。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0046]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同點(diǎn)是:步驟三中所述的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至六相同。[〇〇47]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同點(diǎn)是:步驟三中所述的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HN〇3溶液。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至七相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同點(diǎn)是:步驟四中將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為l〇_3Pa，再以 25°C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至480°C，再在溫度為480°C、脈沖壓力為3MPa和脈沖頻率為0.5Hz的條件下保溫lOmin;再將真空釬焊爐以25°C/min的升溫速率從 480°C升溫至570°C，再在溫度為570°C和壓力為IMPa的條件下保溫5min;再將真空釬焊爐以 8°C/min的降溫速率從570°C降溫至560°C，再在溫度為560°C和壓力為0.5MPa下保溫15min; 再將真空釬焊爐以15°C/min的降溫速率從560°C降溫至490°C，再在溫度為490°C和壓力為 1.5MPa下保溫lmin;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與錯(cuò)合金的方法。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至八相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同點(diǎn)是:步驟四中將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為l〇_3Pa，再以 20°C/min?25°C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至475°C?480°C，再在溫度為 475°C?480°C、脈沖壓力為2MPa?3MPa和脈沖頻率為0.3Hz?0.5Hz的條件下保溫5min? lOmin;再將真空釬焊爐以2〇°C/min?30°C/min的升溫速率從475°C?480°C升溫至570°C? 575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為IMPa的條件下保溫3min?5min;再將真空釬焊爐以5°C/min?10°C/min的降溫速率從570°C?575°C降溫至560°C，再在溫度為560°C和壓力為0.5MPa下保溫lOmin?15min;再將真空釬焊爐以15°C/min?20°C/min的降溫速率從560 。(:?565°C降溫至490°C，再在溫度為490°C和壓力為1.5MPa下保溫lmin?3min;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至九相同。
[0050]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:[〇〇51]實(shí)施例一:一種連接鎂合金與鋁合金的方法，是按以下步驟完成的:[〇〇52]一、中間層預(yù)處理:使用800#砂紙將中間層的表面打磨至光亮，再將表面光亮的中間層置于丙酮中，再在超聲功率為100W?120W下超聲清洗5min?lOmin，取出后瞭干，得到處理后的中間層；[〇〇53]步驟一中所述的中間層為紫銅;所述的紫銅的純度大于99.9%;所述的中間層的尺寸為8mmX8mm，厚度為lOOum;[〇〇54]二、鎂合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鎂合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鎂合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W 下超聲清洗lOmin，取出后晾干，得到處理后的鎂合金；[〇〇55]步驟二中所述的鎂合金為AZ31B鎂合金；[〇〇56]三、鋁合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將鋁合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鋁合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W 下超聲清洗lOmin，取出后晾干，再浸入到溫度為70°C的堿液中2min，取出后再浸入到溫度為40°C的酸液中2min，再使用蒸餾水清洗4次，再在溫度為60°C下干燥lh，得到處理后鋁合金；[〇〇57]步驟三中所述的鋁合金為ZL108鋁合金；[〇〇58]步驟三中所述的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的NaOH溶液；[〇〇59]步驟三中所述的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的HN03溶液；[〇〇6〇]四、將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為10_3Pa，再以25°C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至480°C，再在溫度為480 °C、脈沖壓力為3MPa和脈沖頻率為0.5Hz的條件下保溫lOmin;再將真空釬焊爐以25°C/min 的升溫速率從480°C升溫至570°C，再在溫度為570°C和壓力為IMPa的條件下保溫5min;再將真空釬焊爐以8°C/min的降溫速率從570°C降溫至560°C，再在溫度為560°C和壓力為0.5MPa 下保溫15min;再將真空釬焊爐以15°C/min的降溫速率從560°C降溫至490°C，再在溫度為 490°C和壓力為1.5MPa下保溫lmin;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。[0061 ]圖1為實(shí)施例一制備的焊接后的鎂合金與鋁合金的接頭焊縫SEM圖，圖1中1為Mg 層，2為Cu層，3為A1層。
[0062]從圖1可知，焊接后的鎂合金與鋁合金的界面結(jié)合緊密，焊接效果良好。[〇〇63]實(shí)施例一中焊接后的鎂合金和鋁合金的連接質(zhì)量很好，接頭強(qiáng)度為43.7MPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于一種連接鎂合金與鋁合金的方法是按 以下步驟完成的:一、中間層預(yù)處理:使用800#砂紙將中間層的表面打磨至光亮，再將表面光亮的中間層 置于丙酮中，再在超聲功率為100W?120W下超聲清洗5min?lOmin，取出后晾干，得到處理 后的中間層；步驟一中所述的中間層為紫銅或a黃銅；二、鎂合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將 鎂合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鎂合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W? 120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，得到處理后的鎂合金；三、鋁合金預(yù)處理:依次使用240#砂紙、400#砂紙、600#砂紙、800#砂紙和1200#砂紙將 鋁合金的表面打磨至光亮，再將表面光亮的鋁合金置于丙酮中，再在超聲功率為100W? 120W下超聲清洗lOmin?15min，取出后瞭干，再浸入到溫度為60°C?80°C的堿液中l(wèi)min? 2min，取出后再浸入到溫度為30 °C?50 °C的酸液中l(wèi)min?5min，再使用蒸餾水清洗3次?5 次，再在溫度為40°C?60°C下干燥0.5h?lh，得到處理后鋁合金；步驟三中所述的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的NaOH溶液；步驟三中所述的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %?20 %的HN03溶液；四、將處理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝 配件;將裝配件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為 10 一 3Pa?10—2Pa，再以20°C/min?30°C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至475°C? 485°C，再在溫度為475°C?485°C、脈沖壓力為2MPa?5MPa和脈沖頻率為0.3Hz?0.5Hz的條 件下保溫5min?lOmin;再將真空釬焊爐以20 °C/min?30 °C/min的升溫速率從475 °C?485 °C升溫至570°C?575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為0.5MPa?IMPa的條件下保溫 3min?5min;再將真空釬焊爐以5°C/min?10°C/min的降溫速率從570°C?575°C降溫至560 。(:?565°C，再在溫度為560°C?565°C和壓力為0.3MPa?0.5MPa下保溫lOmin?15min;再將 真空釬焊爐以15°C/min?20°C/min的降溫速率從560°C?565°C降溫至490°C?500°C，再在 溫度為490°C?500°C和壓力為IMPa?1.5MPa下保溫lmin?3min;最后隨爐冷卻至室溫，得 到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟一中所述 的紫銅的純度大于99.9%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟一中所述 的a黃銅中Zn含量小于35%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟一中所述 的中間層的尺寸為8mmX8mm，厚度為lOOym?200iim。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟二中所述 的鎂合金為AZ31B鎂合金。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟三中所述 的鋁合金為ZL108鋁合金。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟三中所述 的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟三中所述 的酸液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的HN03溶液。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟四中將處 理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配 件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為l〇_3Pa，再以25 °C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至480°C，再在溫度為480°C、脈沖壓力為3MPa 和脈沖頻率為0.5Hz的條件下保溫lOmin;再將真空釬焊爐以25°C/min的升溫速率從480 °C 升溫至570°C，再在溫度為570°C和壓力為IMPa的條件下保溫5min;再將真空釬焊爐以8°C/ min的降溫速率從570°C降溫至560°C，再在溫度為560°C和壓力為0.5MPa下保溫15min;再將 真空釬焊爐以15°C/min的降溫速率從560°C降溫至490°C，再在溫度為490°C和壓力為 1.5MPa下保溫lmin;最后隨爐冷卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂 合金與錯(cuò)合金的方法。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接鎂合金與鋁合金的方法，其特征在于步驟四中將處 理后的鋁合金、處理后的中間層和處理后的鎂合金自下而上進(jìn)行裝配，得到裝配件;將裝配 件置于真空釬焊爐中，再將真空釬焊爐進(jìn)行抽真空至真空釬焊爐的真空度為l〇_3Pa，再以20 °C/min?25°C/min的升溫速率將真空釬焊爐從室溫升溫至475°C?480°C，再在溫度為475 。(:?480°C、脈沖壓力為2MPa?3MPa和脈沖頻率為0 ? 3Hz?0 ? 5Hz的條件下保溫5min? lOmin;再將真空釬焊爐以2〇°C/min?30°C/min的升溫速率從475°C?480°C升溫至570°C? 575°C，再在溫度為570°C?575°C和壓力為IMPa的條件下保溫3min?5min;再將真空釬焊爐 以5°C/min?10°C/min的降溫速率從570°C?575°C降溫至560°C，再在溫度為560°C和壓力 為0.5MPa下保溫lOmin?15min;再將真空釬焊爐以15°C/min?20°C/min的降溫速率從560 。(:?565°C降溫至490°C，再在溫度為490°C和壓力為1.5MPa下保溫lmin?3min;最后隨爐冷 卻至室溫，得到焊接后的鎂合金與鋁合，即完成一種連接鎂合金與鋁合金的方法。
【文檔編號(hào)】B23K1/20GK105965121SQ201610457754
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】李卓然, 王世宇, 侯兆濱, 周志, 馮廣杰, 劉羽
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)