本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合材料的焊接領(lǐng)域，涉及一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法及釬料制備方法。

背景技術(shù)：

高體積分數(shù)（55～75%）碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料（SiCp/Al）是新型材料中最有發(fā)展前景的材料之一，因其具有高比強度、高比剛度、高導(dǎo)熱導(dǎo)電性、低密度和低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良特性，在電子封裝和航空航天等關(guān)鍵零部件有重要的應(yīng)用前景，成為替代Kovar、W/Cu和Mo/Cu等傳統(tǒng)電子封裝材料的理想選擇，但由于高比例SiC陶瓷相的引入，造成鋁基復(fù)合材料的焊接性差，從而導(dǎo)致其焊接工藝過程變得相當(dāng)困難。

目前，高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的連接方法主要包括熔化焊、固相焊和釬焊等，其中釬焊具有加熱溫度低、增強相損壞小、焊件尺寸和形狀自由度大等優(yōu)點，被認為是焊接該類復(fù)合材料的較有效的方法之一。大量研究表明，改善高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的潤濕性，可顯著提高其釬焊接頭的強度和氣密性，可通過表面金屬化和開發(fā)活性釬料等方法來實現(xiàn)。專利CN201510051866X提出化學(xué)鍍鍍Ni輔助釬焊高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的真空釬焊方法，復(fù)合材料的潤濕性得到大大改善，但化學(xué)鍍鍍Ni工藝使得鍍層中引入非金屬元素P，而P元素殘存于釬縫中易形成夾雜、孔洞和裂紋等焊接缺欠。專利ZL2007100725364提出超聲輔助釬焊高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接方法，接頭強度達到母材強度，由于釬料為Zn-Al釬料，使得釬縫的耐蝕性和耐高溫性差，且增加了一套超聲設(shè)備且當(dāng)形狀復(fù)雜時影響超聲波的引入。本發(fā)明旨在提出一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法及釬料制備方法，從而有效解決高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料潤濕性差、連接難的問題，以期望獲得強度高、氣密性好的釬焊接頭。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料潤濕性差以及現(xiàn)有焊接工藝下釬焊接頭強度低、氣密性低的問題，而提供了一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法及釬料制備方法。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，按照如下步驟進行：

第一步，混料：將配比好的純度高于99.99%的Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于矩形不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯：打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在6min～10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min～30min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步中制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步中的方法對熔煉爐進行抽真空而后充氬氣，按照第二步中的方法加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min～2min，并保溫10min～20min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，隨爐冷卻獲得釬料合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將經(jīng)過第三步制備得到的釬料合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm～1.7mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1200r/min～1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A～12A，加熱2min～4min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa～5×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，最終獲得Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料。

通過釬料制備方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為：按質(zhì)量百分比由5.0%～6.2%Si、19.6%～28.6%Cu、1.2%～2.5%Mg和余量的Al組成。

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，利用上述制備方法制得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照如下步驟：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為6%～8%的NaOH水溶液中侵蝕25s～30s，然后超聲水洗15min～20min，再在酒精-丙酮混合液中超聲清理15min～20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將經(jīng)過第一步預(yù)處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為4μm～6μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理15min～20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Cu-Si-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以15℃/min～20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min～8min，再以10℃/min～15℃/min的速度升溫至545℃～575℃，保溫10min～30min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

進一步，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量高于55%的鋁基復(fù)合材料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：本發(fā)明采用Al-Cu-Si-Mg急冷箔狀釬料真空釬焊磁控濺射Ti活性層后的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料，釬料與Ti活性層發(fā)生冶金反應(yīng)，生成棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu等三元金屬間化合物，界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，接頭強度高；本發(fā)明獲得的SiCp/Al復(fù)合材料真空釬焊接頭可實現(xiàn)抗剪強度達到120MPa、氣密性達到10^-9Pa?m³/s的性能指標(biāo)。

附圖說明

圖1為60%體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料微觀組織的光鏡圖。

圖2為待焊高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料表面磁控濺射Ti活性層后掃描電鏡圖。

圖3為本發(fā)明釬焊接頭典型掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯：打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料精煉合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg、66.55%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量60%的鋁基復(fù)合材料，如圖1所示，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為5μm的Ti活性層（如圖2所示）；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至550℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到121.2MPa，本實施例釬焊接頭掃描電鏡照片如圖3所示，接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例2

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比20.0%Cu、6.0%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯：打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為20%Cu、6%Si、1.5%Mg、72.5%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量60%的鋁基復(fù)合材料，如圖1所示，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為5μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至550℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到122MPa，本實施例釬焊接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例3

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比28%Cu、6%Si、2%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯，打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為28%Cu、6%Si、2%Mg、64%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量60%的鋁基復(fù)合材料，如圖1所示，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精、丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為5μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至550℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到120MPa，本實施例釬焊接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例4

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯：打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg、66.55%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量高于55%的鋁基復(fù)合材料，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為6μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫8min，再以10℃/min的速度升溫至560℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到121MPa，本實施例界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例5

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯，打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1250r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg、66.55%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量60%的鋁基復(fù)合材料，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為4μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至570℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到121.5MPa，本實施例釬焊接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例6

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯，打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在6min～10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料精煉合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1400r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg、66.55%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量高于55%的鋁基復(fù)合材料，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為5μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至550℃，保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到121.2MPa，本實施例釬焊接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

實施例7

一種高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬料制備方法，包括如下步驟：

第一步，混料：按質(zhì)量比26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg和余量Al將原料純Al、純Cu、Al-20Si、Al-50Mg進行原料配比，然后將純Al、Cu單質(zhì)以及Al-20Si中間合金置于高真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，并把Al-50Mg中間合金置于不銹鋼模具中，并將不銹鋼模具抽高真空至1×10^-3Pa～3×10^-3Pa，然后充入高純氬氣至不銹鋼模具內(nèi)氣壓為0MPa；

第二步，制備釬料毛坯，打開感應(yīng)加熱電源，預(yù)熱石墨坩堝至300℃～400℃，然后在10min時間內(nèi)將石墨坩堝加熱至1500℃～1600℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，并保溫20min，然后把合金溶液迅速倒入不銹鋼模具中，從而沖熔Al-50Mg中間合金，并使得合金溶液與Al-50Mg中間合金充分混合，然后自然冷卻到常溫塑形，制備成釬料毛坯；

第三步，精練釬料成合金柱體：首先將第二步制備的釬料毛坯從不銹鋼模具取出，去除表面氧化皮后重新置于感應(yīng)熔煉爐的石墨坩堝中，然后按照第一步步驟對熔煉爐抽真空后充氬氣，按照第二步步驟加熱石墨坩堝至750℃～800℃，令石墨坩堝內(nèi)的金屬原料熔化完全，使用攪拌棒攪拌合金液1min，并保溫10min，最后搖動坩堝使合金液沖破表面氧化膜外殼束縛而順利倒入柱狀不銹鋼模具中，同時將氧化膜外殼留存在石墨坩堝內(nèi)，釬料隨爐冷卻獲得合金柱體；

第四步，將合金柱體經(jīng)快速甩帶制成急冷態(tài)箔狀釬料：首先將第三步制備得到的釬料精煉合金柱體清洗干凈后置于石英管中，并將石英管固定在真空甩帶機爐腔內(nèi)的感應(yīng)線圈中，調(diào)整石英管下端噴嘴至銅輥的間距為1.5mm；然后對甩帶機腔體抽真空至1×10^-3Pa后通入氬氣；然后啟動銅輥旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，調(diào)節(jié)銅輥轉(zhuǎn)速至1500r/min，打開感應(yīng)加熱電源，調(diào)節(jié)電流至11A，加熱3min，石英管內(nèi)的釬料合金完全熔化后對石英管內(nèi)通入1×10^-2Pa氬氣，并將熔融釬料在氣體壓力差作用下，從石英管下端的噴嘴處噴至高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，獲得到釬料箔片，所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料的成分為26.7%Cu、5.25%Si、1.5%Mg、66.55%Al。

一種高體分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊方法，如圖1所示所述的高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料為SiC陶瓷相的體積含量60%的鋁基復(fù)合材料，如圖1所示，利用上述方法所得的Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，按照步驟如下：

第一步，將SiCp/Al復(fù)合材料待焊表面進行預(yù)處理：首先將SiCp/Al復(fù)合材料表面使用400#砂紙打磨平整，然后在濃度為7%的NaOH水溶液中侵蝕26s，然后超聲水洗15min，再超聲酒精-丙酮混合液清理20min，取出晾干；

第二步，待焊表面進行磁控濺射Ti活性層：將第一步處理后的SiCp/Al復(fù)合材料置于真空磁控濺射設(shè)備中，濺射沉積厚度為6μm的Ti活性層；

第三步，待焊表面再處理及釬料預(yù)處理：將磁控濺射Ti活性層后的SiCp/Al復(fù)合材料和Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料放入酒精-丙酮混合液中超聲清理20min，取出冷風(fēng)吹干待用；

第四步，真空釬焊：將表面磁控濺射Ti活性層的SiCp/Al復(fù)合材料裝配Al-Si-Cu-Mg箔狀釬料，置于真空釬焊中，以20℃/min的速度升溫至450℃，保溫5min，再以10℃/min的速度升溫至570℃，保溫10min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成高體積分數(shù)SiCp/Al復(fù)合材料的焊接。

本實施例獲得釬焊接頭的抗剪強度達到125.2MPa，本實施例釬焊接頭界面結(jié)合良好，釬料與母材連接緊密，有明顯的反應(yīng)層，主要為棒狀Ti-Al-Si或Ti-Al-Cu三元金屬間化合物相，這些化合物存在于Ti活性層與釬料的連接界面處，起到釘扎作用，從而提高了接頭強度。

本項發(fā)明的保護范圍不限于說明書上的內(nèi)容，凡是與上述實施結(jié)構(gòu)相同，或者依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所作的技術(shù)變形，均屬于本發(fā)明要求的保護范圍。