本發(fā)明屬于釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕鋁合金釬料。

背景技術(shù)：

工業(yè)用鋁合金的總量于2009年已超過200萬噸，僅汽車行業(yè)的用量就達(dá)到130萬噸。在上述設(shè)備所用鋁合金結(jié)構(gòu)件中，大約有15～20％的鋁合金結(jié)構(gòu)件經(jīng)過釬焊加工構(gòu)成，按照1％的釬焊平均耗材率計算，鋁釬焊用鋁基釬料的需求量約為3000～4000噸。

鋁合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點在汽車、船舶、石油化工、航空航天等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。鋁合金焊接主要是指變形鋁合金的焊接，變形鋁合金分為不能熱處理強(qiáng)化鋁合金和可熱處理強(qiáng)化鋁合金，其中不能熱處理強(qiáng)化鋁合金是用于焊接結(jié)構(gòu)的主要鋁合金。防銹鋁與可熱處理強(qiáng)化鋁合金相比，焊接性良好，焊接過程中會遇到一系列困難，如焊縫熱裂紋、氧化和氣孔、以及焊接界面腐蝕等，對于鋁合金的焊接，傳統(tǒng)方法主要以熔化焊接為主，設(shè)備復(fù)雜，焊接熱輸入量大易造成焊縫熱裂紋等缺陷。釬焊作為鋁合金連接的重要方法，具有釬焊件變形小、尺寸精度高等優(yōu)點，近年來在我國得到廣泛的應(yīng)用。

在焊接防銹鋁過程中，還有一個值得關(guān)注的問題是焊接界面處的耐腐蝕性能。鋁合金用焊接材料多是異質(zhì)焊料(焊料成分同母材有較大差異，主要是為改善焊縫抗裂性而制定的)，在焊縫界面處焊料成分與母材之間會形成微型腐蝕電池，而且多數(shù)焊料合金元素電負(fù)性大于鋁元素，這樣會造成焊縫界面處發(fā)生局部腐蝕，造成焊接缺陷，降低焊接質(zhì)量。

因此開發(fā)出一種熔點低、釬焊性能優(yōu)良，且具有一定耐腐蝕性能的鋁合金釬料，并采用一種加工工藝簡單、成本低的釬料制備技術(shù)具有重要的工業(yè)應(yīng)用意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種耐腐蝕鋁合金釬料，該鋁基焊料具有熔點低、耐腐蝕、高強(qiáng)度與高的鋪展性的優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種耐腐蝕鋁合金釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 0.8～1.3％、Cu 10～20％、Sn 4～8％、Cr 0.9～1.5％、P 0.3～1.2％、NaF0.04～0.16％與Mg 0.2～0.7％，余量為鋁。

進(jìn)一步，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 0.9～1.2％、Cu 12～18％、Sn 4～7％、Cr 1.0～1.4％、P 0.4～1.1％、NaF0.06～0.15％與Mg 0.2～0.6％，余量為鋁。

進(jìn)一步，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 1％、Cu 15％、Sn 6％、Cr 1.2％、P 0.8％、NaF 0.1％與Mg 0.4％，余量為鋁。

進(jìn)一步，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 0.8％、Cu 20％、Sn 4％、Cr 0.9％、P 0.3％、NaF 0.04％與Mg 0.2％，余量為鋁。

進(jìn)一步，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 1.3％、Cu 10％、Sn 8％、Cr 1.5％、P 1.2％、NaF 0.16％與Mg 0.7％，余量為鋁。

本發(fā)明一種耐腐蝕鋁合金釬料的制備方法，包括以下步驟：

(1)母鑄錠制備：

取上述原材料，按上述重量百分?jǐn)?shù)配比放入真空感應(yīng)熔煉爐中，抽取真空至6.0×10^-3Pa后，充入0.15MPa的氮氣進(jìn)行感應(yīng)熔煉，反復(fù)熔煉5～10次后澆注到爐內(nèi)鐵制模具中，得到成分均勻的母鑄錠；

(2)聲納清洗：

將由步驟(1)得到的母鑄錠破碎成的顆粒，去除氧化皮后，置于丙酮中超聲波清洗；

(3)釬料成型：

將由步驟(2)處理的母鑄錠放入真空旋淬系統(tǒng)下端石英管中，啟動真空旋淬系統(tǒng)，抽取感應(yīng)爐腔真空至6.0×10^-3Pa后充入0.15MPa的氮氣保護(hù)；真空旋淬系統(tǒng)的高頻感應(yīng)線圈加熱石英管中的母合金使其熔化，熔煉1～2min后，用純氬氣把熔融合金液通過石英管底部噴射注入真空旋淬系統(tǒng)的銅模中，噴射壓力差為0.5～0.8MPa，隨銅模冷卻即得。

本發(fā)明的有益效果：

1、耐腐蝕鋁合金釬料，熔化溫度范圍為480～510℃，釬焊溫度為520℃～532℃。

2、本發(fā)明的釬料具有較高的強(qiáng)度，配合QJ201釬劑釬焊3003鋁合金，接頭剪切強(qiáng)度大于80MPa，本發(fā)明所得釬料適用于固相線溫度在520℃以上的鋁合金的釬焊，適用的釬焊方法有火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊和氣保護(hù)釬焊。

3、本發(fā)明在耐腐蝕鋁合金釬料的基礎(chǔ)上面加入NaF與P不僅可以降低熔點，提高了焊料的耐腐蝕性能，腐蝕電流密度為1.752～2.113μAcm^-2。

具體實施方式

實施例1

一種耐腐蝕鋁合金釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 1％、Cu 15％、Sn 6％、Cr 1.2％、P 0.8％、NaF 0.1％與Mg 0.4％，余量為鋁。

制備方法，包括以下步驟：

(1)母鑄錠制備：

取上述原材料，按上述重量百分?jǐn)?shù)配比放入真空感應(yīng)熔煉爐中，抽取真空至6.0×10^-3Pa后，充入0.15MPa的氮氣進(jìn)行感應(yīng)熔煉，反復(fù)熔煉5～10次后澆注到爐內(nèi)鐵制模具中，得到成分均勻的母鑄錠；

(2)聲納清洗：

將由步驟(1)得到的母鑄錠破碎成的顆粒，去除氧化皮后，置于丙酮中超聲波清洗；

(3)釬料成型：

將由步驟(2)處理的母鑄錠放入真空旋淬系統(tǒng)下端石英管中，啟動真空旋淬系統(tǒng)，抽取感應(yīng)爐腔真空至6.0×10^-3Pa后充入0.15MPa的氮氣保護(hù)；真空旋淬系統(tǒng)的高頻感應(yīng)線圈加熱石英管中的母合金使其熔化，熔煉1～2min后，用純氬氣把熔融合金液通過石英管底部噴射注入真空旋淬系統(tǒng)的銅模中，噴射壓力差為0.5～0.8MPa，隨銅模冷卻即得。

按照GB11363-89《釬焊接頭強(qiáng)度試驗方法》，配用QJ201爐中釬焊3003鋁合金，釬焊溫度520℃，釬焊接頭抗剪強(qiáng)度≥80Mpa。在制得釬料合金棒上截取長度為0.5mm的試樣進(jìn)行腐蝕試驗(動電位極化曲線)，測得腐蝕電流密度為1.752μA cm^-2。

實施例2

一種耐腐蝕鋁合金釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 0.8％、Cu 20％、Sn 4％、Cr 0.9％、P 0.3％、NaF 0.04％與Mg 0.2％，余量為鋁。

制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于各原料含量不一樣。

按照GB11363-89《釬焊接頭強(qiáng)度試驗方法》，配用QJ201爐中釬焊3003鋁合金，釬焊溫度526℃，釬焊接頭抗剪強(qiáng)度≥82Mpa。在制得釬料合金棒上截取長度為0.5mm的試樣進(jìn)行腐蝕試驗(動電位極化曲線)，測得腐蝕電流密度為1.925μA cm^-2。

實施例3

一種耐腐蝕鋁合金釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 1.3％、Cu 10％、Sn 8％、Cr 1.5％、P 1.2％、NaF 0.16％與Mg 0.7％，余量為鋁。

制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于各原料含量不一樣。

按照GB11363-89《釬焊接頭強(qiáng)度試驗方法》，配用QJ201爐中釬焊3003鋁合金，釬焊溫度528℃，釬焊接頭抗剪強(qiáng)度≥81Mpa。在制得釬料合金棒上截取長度為0.5mm的試樣進(jìn)行腐蝕試驗(動電位極化曲線)，測得腐蝕電流密度為2.025μA cm^-2。

實施例4

一種耐腐蝕鋁合金釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：

Si 0.9％、Cu 18％、Sn 7％、Cr 0.9％、P 1.2％、NaF 0.16％與Mg 0.6％，余量為鋁。

制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于各原料含量不一樣。

按照GB11363-89《釬焊接頭強(qiáng)度試驗方法》，配用QJ201爐中釬焊3003鋁合金，釬焊溫度532℃，釬焊接頭抗剪強(qiáng)度≥80Mpa。在制得釬料合金棒上截取長度為0.5mm的試樣進(jìn)行腐蝕試驗(動電位極化曲線)，測得腐蝕電流密度為2.113μA cm^-2。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。