本發明涉及SiC顆粒增強鋁基復合材料焊接技術領域，尤其涉及一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法。

背景技術：

SiCp/Al復合材料是一種能滿足特殊物理性能要求的輕型復合材料，具有比強度高、比剛度高、彈性模量高等優異性能，廣泛應用于航空航天、軍事武器、汽車電子、體育器材等領域。SiCp/Al的基體和增強相在物理與化學性質上的巨大差異，使得其連接特性明顯不同于基體金屬材料和陶瓷材料，焊接性能很差，使得SiCp/Al-MMCs在很多領域中的應用都受到限制。因此，研制一種適用于SiCp/Al復合材料的焊接方法成為本領域急需解決的問題。

技術實現要素：

本發明提出了一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，采用鋁硅鎂釬料結合使用真空釬焊方法，克服了SiC顆粒增強鋁基復合材料表面結合力差的缺點，提高了焊縫結合力，剪切強度高達65.9MPa，工藝簡單，容易操作。

本發明提出的一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，進行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進行表面打磨，洗滌，干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：S4：將真空釬焊爐升溫至580-600℃，保溫25-35min，釬焊過程中在焊接接頭加以恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件。

優選地，在S2中，鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 10-13％，Mg 1-2％，Ti 3-5％，余量為Al。

優選地，在S2中，鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 12％，Mg 1.5％，Ti 4％，Al 82.5％。

優選地，在S4中，釬焊過程中在焊接接頭施以7-8MPa的恒定壓力。

優選地，在S4中，升溫速率為30℃/min。

優選地，在S1中，超聲洗滌在丙酮和/酒精溶液中進行，超聲時間為20-30min。

優選地，在S1中，SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，用水鋪展開SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細粒度的磨削粉對SiC顆粒增強鋁基復合材料進行磨削。

優選地，在S2中，鋁硅鎂釬料用砂紙打磨，丙酮清洗。

優選地，在S2中，釬料在室溫下干燥。

優選地，在S1中，SiC顆粒增強鋁基復合材料在打磨清洗后表面進行鍍銅或鍍鎳。

優選地，在S3中，真空釬焊爐中真空度為5.5×10^-3～7.5×10^-3Pa。

本發明采用鋁硅鎂釬料焊接SiC顆粒增強鋁基復合材料基材，Al-Si-Mg的熔點低，加入Ti元素作為釬料的活性元素，釬料能夠快速凝固甩帶成型，箔片厚度為50μm左右，固-液相線溫度區間為545～569℃，焊接時不會對母體材料造成損壞，Ti元素改善了釬料和SiC顆粒增強鋁基復合材料接觸表面張力，有助于釬料在基材表面鋪展，提高了焊金屬與基材的結合力，提高焊縫的力學性能；在真空釬焊前，對SiC顆粒增強鋁基復合材料進行鍍銅或錫，改進了其表面張力，提高SiC顆粒表面金屬鍍層的牢固性和穩定性，控制合理的升溫速度，保證焊件析出的氣體被充分抽出，同時要使焊件整體受熱均勻，保證釬料熔化時基材內外溫度基本一致，使毛細作用能有效發揮，以減小或防止驟熱產生的應力而引起變形；采用逐步升溫后保溫，減小基材和釬料的溫度梯度，使焊件各部分的溫度得以均勻，使釬料的內外層均勻熔化填充接縫，提高焊接質量。

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SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，進行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進行表面打磨，洗滌，干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：將真空釬焊爐升溫至590℃，保溫30min，釬焊過程中在焊接接頭加以恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件。

實施例2

一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，進行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進行表面打磨，洗滌，干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：將真空釬焊爐升溫至580℃，保溫35min，釬焊過程中在焊接接頭加以恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件；

鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 12％，Mg 1.5％，Ti 4％，Al 82.5％。

實施例3

一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，進行磨削，在丙酮溶液中超聲洗滌20min，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料表面用砂紙打磨，用丙酮洗滌，干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：將真空釬焊爐升溫至600℃，保溫25min，釬焊過程中在焊接接頭加以恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件；

在S2中，鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 10％，Mg 2％，Ti 3％，Al 85％。

實施例4

一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，用水鋪展開SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細粒度的磨削粉進行磨削，在酒精溶液中超聲洗滌30min，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料表面用砂紙打磨，用丙酮洗滌，室溫條件下干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空度為7.5×10^-3Pa，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：將真空釬焊爐升溫至585℃，升溫速度為30℃/min，并在保溫32min，釬焊過程中在焊接接頭施以7MPa的恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件；

在S2中，鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 13％，Mg 1％，Ti5％，Al 81％。

實施例4鍍層接頭的最大剪切強度為51.2MPa。

實施例5

一種SiC顆粒增強鋁基復合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、、將SiC顆粒增強鋁基復合材料放入水中，用水鋪展開SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細粒度的磨削粉進行磨削，在酒精溶液中超聲洗滌30min，在真空條件下室溫干燥得到預焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料表面用砂紙打磨，用丙酮洗滌，室溫條件下干燥得到焊接釬料；

S3、將真空釬焊爐抽至真空度為7.5×10^-3MPa，將預焊基體和焊接釬料轉配后放入真空釬焊爐；

S4：將真空釬焊爐升溫至590℃，升溫速度為30℃/min，保溫30min，釬焊過程中在焊接接頭施以8MPa的恒定壓力，隨爐冷卻，完成焊接得到焊件；

在S2中，鋁硅鎂釬料組分按重量百分比包括：Si 12％，Mg 2％，Ti 4％，Al 82％。

實施例5鍍層接頭的最大剪切強度為65.9MPa。

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。