本發明涉及鎂鋁銅合金釬料
技術領域：
，尤其涉及一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料及助焊劑。
背景技術：
：隨著鋁制品的大規模應用，鋁合金由于具有密度小、比強度高等優點，在航空、航天工業中已獲得愈來愈廣泛的應用。例如很多傳統的銅合金波導、高頻器件已被鋁合金所取代，利用釬焊方法制造復雜的鋁結構是最理想的方法。隨著運載工具的輕量化，鋁合金的應用范圍漸廣，其連接特別是焊接問題得到廣泛的重視。鎂鋁銅合金的強度中等、抗腐蝕性能好，在工業結構件上應用廣泛。但是由于鋁自身特色的物理化學特性，鋁合金材料在焊接后會發生嚴重的軟化現象，焊縫的耐磨性差，硬度不夠，因此，研制一種耐磨性能優良的鋁合金焊絲，改善焊接接頭的力學性能成為焊絲領域急需解決的問題。技術實現要素：本發明提出了一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料及助焊劑，采用Al-Cu-Mg合金為釬料基材，加入TiC納米顆粒，有效提高了焊接接頭的強度，助焊劑加入Cs元素，有效去除了氧化鎂膜，改善焊接性能，滿足了鋁合金材料釬焊時的性能要求。本發明提出的一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu3.8～4.9％，Mn0.3～1.0％，Mg1.2～1.8％，Zn0.2～0.3％，Cr0.05～0.15％，Si0.4～0.6％，Fe0.3～0.7％，TiC1～7％，余量為Al及不可避免的雜質。優選地，Cu在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為3.8％、3.9％、4％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％、4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％，Mn在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％，Mg在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為1.2％、1.22％、1.24％、1.26％、1.28％、1.3％、1.32％、1.34％、1.36％、1.38％、1.4％、1.42％、1.44％、1.46％、1.48％、1.5％、1.52％、1.54％、1.56％、1.58％、1.6％、1.62％、1.64％、1.66％、1.68％、1.7％、1.72％、1.74％、1.76％、1.78％、1.8％，Zn在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％，Cr在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％，Si在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為0.4％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.5％、0.51％、0.52％、0.53％、0.54％、0.55％、0.56％、0.57％、0.58％、0.59％、0.6％，Fe在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為0.3％、0.32％、0.34％、0.36％、0.38％、0.4％、0.42％、0.44％、0.46％、0.48％、0.5％、0.52％、0.54％、0.56％、0.58％、0.6％、0.62％、0.64％、0.66％、0.68％、0.7％，TiC在高強度鎂鋁銅合金復合釬料中的重量百分比為1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％、4.8％、5％、5.2％、5.4％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、6.6％、6.8％、7％。優選地，TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于分散介質中球磨15～20h，烘干得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，冷卻至100℃以下，得到TiC納米顆粒。優選地，混合物料微波反應分為三個階段：第一階段、第二階段和第三階段。優選地，第一階段微波功率為8000W，反應時間為15～25min。優選地，第二階段微波功率為10000W，反應時間為15～25min。優選地，第三階段微波功率為12000W，反應時間為25～35min。優選地，第一階段微波功率為8000W，反應時間為15-25min；第二階段微波功率為10000W，反應時間為15-25min；第三階段微波功率為12000W，反應時間為25-35min。優選地，微波反應第一階段微波功率為8000W，反應時間為20min，第二階段微波功率為10000W，反應時間為20min，第三階段微波功率為12000W，反應時間為30min。優選地，TiO2和炭黑的摩爾比為1：3～4，其中TiO2為金紅石中的TiO2含量。優選地，在TiC納米顆粒制備過程中，烘干在50℃的鼓風干燥箱中進行，烘干時間為24h。優選地，在TiC納米顆粒制備過程中，冷卻至70-90℃。優選地，在TiC納米顆粒制備過程中，分散介質均為無水乙醇；優選地，球磨的料：球：無水乙醇的重量比為1:5:2。優選地，球磨的料是指待球磨的金紅石和炭黑的混合物，球是指球磨機中的耐磨球。優選地，其組分按重量百分比包括：Cu4％，Mn0.6％，Mg1.5％，Zn0.25％，Cr0.1％，Si0.5％，Fe0.5％，TiC4％，余量為Al及不可避免的雜質。一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料用助焊劑，其組分按重量百分比包括：KF10～30％，KBr15～25％，AlF320～50％、CsF5～25％。優選地，其組分按重量百分比包括：KF23％，KBr22％，AlF337％、CsF18％。本發明鎂鋁銅合金作為釬料基材，具有良好的綜合力學性能，Cu加入降低了釬料的熔點，保護焊接主體金屬不受損害，Mg提高了焊接接頭的可得性，同時提高了耐腐燭性能，適量的Si在釬焊鋁合金表面時具備良好的潤濕性、抗腐蝕性、在母材表面的鋪展性能良好，微量合金化元素Mn、Zn、Cr能夠焊縫晶粒產生細晶強化，提高燥接接頭強度和塑性，有效降低熱裂紋敏感性；TiC顆粒以兩種形式存在于焊后接頭中，一部分TiC殘留在鋁基體中，成為基體的強化相，提高了焊接接頭強度，一部分TiC偏聚在鋁晶界，TiC在Al基體中的可動性極低，起到釘扎晶界的作用，阻礙晶界的遷移，從而抑制晶粒長大，細化接頭組織，焊接接頭組織都具有良好的韌性，在拉伸載荷下表現出良好的塑性變形能力，有效地提高接頭焊接強度，改善鋁合金焊接質量；金屬合金與TiC顆粒固溶強化新生增強相Mg2Si，進一步提高了焊縫的強度；助焊劑中能有效去除合金表面氧化膜，提高合金表面的潤濕性，改善焊接性能，同時針對鎂鋁銅合金中產生的MgO氧化膜，加入Cs元素，Cs+的強金屬性，失去電子的能力強，容易以離子形式與MgO反應奪取氧離子，從而使MgO膜溶解破裂，與KF、KBr和AlF3配合使用，大幅提高了合金表面的潤濕性，使前焊層與合金主體結合更緊密，提高了焊層的拉伸強度。具體實施方式下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。實施例1一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu4％，Mn0.6％，Mg1.5％，Zn0.25％，Cr0.1％，Si0.5％，Fe0.5％，TiC4％，余量為Al及不可避免的雜質。實施例2一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu3.8％，Mn1.0％，Mg1.2％，Zn0.3％，Cr0.05％，Si0.6％，Fe0.3％，TiC7％，余量為Al及不可避免的雜質。實施例3一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu4.9％，Mn0.3％，Mg1.8％，Zn0.2％，Cr0.15％，Si0.4％，Fe0.7％，TiC1％，余量為Al及不可避免的雜質；TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于分散介質中球磨15h，烘干得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，冷卻至100℃以下，得到TiC納米顆粒。實施例4一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu4.5％，Mn0.45％，Mg1.46％，Zn0.25％，Cr0.12％，Si0.45％，Fe0.55，TiC3％，余量為Al及不可避免的雜質；TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于分散介質中球磨20h，烘干得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，微波反應分為三個階段：第一階段、第二階段和第三階段；冷卻至90℃，得到TiC納米顆粒。實施例5一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其組分按重量百分比包括：Cu4.2％，Mn0.55％，Mg1.6％，Zn0.27，Cr0.11％，Si0.5％，Fe0.4％，TiC4％，余量為Al及不可避免的雜質；TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于分散介質中球磨18h，烘干得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，微波反應分為三個階段：微波反應第一階段微波功率為8000W，反應時間為20min，第二階段微波功率為10000W，反應時間為20min，第三階段微波功率為12000W，反應時間為30min，冷卻至80℃，得到TiC納米顆粒；實施例5配合助焊劑對6063鋁合金板材進行焊接試驗，助焊劑組分按重量百分比包括：KF30％，KBr15％，AlF350％、CsF5％。實施例6一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其其組分按重量百分比包括：Cu4.2％，Mn0.55％，Mg1.6％，Zn0.27，Cr0.11％，Si0.5％，Fe0.4％，TiC4％，余量為Al及不可避免的雜質；TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于無水乙醇中，TiO2和炭黑的摩爾比為1：3，球磨20h，球磨的料：球：無水乙醇的重量比為1:5:2，在50℃的鼓風干燥箱中烘干24h，得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，微波反應分為三個階段：第一階段微波功率為8000W，反應時間為15min，第二階段微波功率為10000W，反應時間為25min，第三階段微波功率為12000W，反應時間為35min，冷卻至70℃，得到TiC納米顆粒；實施例6配合助焊劑對6063鋁合金板材進行焊接試驗，助焊劑組分按重量百分比包括：KF10％，KBr25％，AlF340％、CsF25％。實施例7一種高強度鎂鋁銅合金復合釬料，其其組分按重量百分比包括：Cu4.2％，Mn0.55％，Mg1.6％，Zn0.27，Cr0.11％，Si0.5％，Fe0.4％，TiC4％，余量為Al及不可避免的雜質；TiC以TiC納米顆粒加入，TiC納米顆粒由如下步驟制得：將金紅石和炭黑置于無水乙醇中，TiO2和炭黑的摩爾比為1：4，球磨20h，球磨的料：球：無水乙醇的重量比為1:5:2，在50℃的鼓風干燥箱中烘干24h，得到混合物料，將混合物料在不同的微波功率下進行微波反應，微波反應分為三個階段：第一階段微波功率為8000W，反應時間為15min，第二階段微波功率為10000W，反應時間為25min，第三階段微波功率為12000W，反應時間為35min，冷卻至70℃，得到TiC納米顆粒；實施例7配合助焊劑對6063鋁合金板材進行焊接試驗，助焊劑組分按重量百分比包括：KF23％，KBr22％，AlF337％、CsF18％。實施例5-7焊接6063鋁合金板材試驗數據如下表所示：性能指標抗拉強度/MPa剪切強度/MPa實施例5305246實施例6309253實施例7311249從上表可以看出，本發明焊接鋁合金材料，焊接接頭具有很好的抗拉強度和剪切強度，TiC納米顆粒對釬料具有很好的強化作用。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3