專利名稱：一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的釬料及其制備方法和使用方法。
背景技術(shù)：
SiCp/Al復(fù)合材料因其具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、線膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、武器裝備、電子工業(yè)、汽車、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但其焊接性差成為推廣應(yīng)用的“瓶頸”技術(shù)難題。釬焊是其理想的有效連接方式之一。然而目前使用的釬焊SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的釬料形態(tài)多為帶狀和箔狀，帶狀和箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，尤其不適宜在不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件上使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題，而提供一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料及其制備方法。一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料按質(zhì)量百分比由30% 35%的合金釬料粉、35% 40%的釬劑和25% 35%的粘結(jié)劑混合而成；所述的合金釬料粉按質(zhì)量百分比由21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al制備而成；所述的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，其中所述的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131);所述的粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比由85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油混合而成；所述的合金釬料粉粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；所述的粘結(jié)劑粘度為4cp 5cp。一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先將含Cu元素、Si元素、Mg元素、Ni元素和Al元素的原材料進(jìn)行剪切或破碎至粒徑為5mm 20mm,然后放入酒精中超聲清洗15min 25min，然后按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、l% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al準(zhǔn)備材料；②氮?dú)忪F化:將步驟一①準(zhǔn)備的材料投入中頻感應(yīng)爐熔煉中，并在真空度為0.5 X KT3Pa 1.5 X KT3Pa和加熱速率40°C /min 60 °C /min的條件下熔化成金屬液，然后將金屬液通過(guò)環(huán)縫噴咀，在噴霧壓力為1.5MPa 5MPa、漏包漏咀直徑為1.0mm 2.5mm、環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙為0.5mm的條件下進(jìn)行氮?dú)忪F化，即得到球形焊料合金粉體，再將球形焊料合金粉體放入遠(yuǎn)紅外線烘箱，并在180°C 220°C的條件下烘干40min 80min,過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為100 μ m 200 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)；三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5 X 10 1.5 X 10 條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:—、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先粒徑為0.06mm 0.15mm的Cu粉、粒徑為
0.06mm 0.15mm 的 Al-Si 粉、粒徑為 0.06mm 0.15mm 的 Mg 粉和粒徑為 0.06mm 0.15mm的Ni粉按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al進(jìn)行配比,然后放入行星輪式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min 600r/min、球料比為20:1氬氣保護(hù)條件下球磨20h 40h，球磨后轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為180°C 220°C的條件下烘干40min 80min，然后過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為100 μ m 200 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)；三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5 X 10 1.5 X 10 條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法，具體是按以下步驟完成的:用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料采用涂覆式布料或針管式布料，布料完畢后置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣氛爐中， 在真空度為0.SXKT1Pa LSXKT1Pa和加熱速率20°C /min 40°C /min條件下升溫至550°C 590°C，并在溫度為550°C 590°C下保溫25min 35min,然后隨爐冷卻至室溫后取出，即完成焊接。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):一、本發(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料解決了現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題，因?yàn)楸景l(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料呈膏狀，所以使用時(shí)，只需用毛筆或者刷子蘸涂到需焊接處，刷涂面積可大可小，所加釬料數(shù)量可多可少，尤其可用氣壓擠注方式自動(dòng)擠涂膏狀釬料，有利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化；二、本發(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料適合形狀不規(guī)則、小型或幾何形狀復(fù)雜的零件上使用，對(duì)于目前碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊，所使用的固體釬料一般為絲狀、帶狀或箔狀，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；如果使用膏狀釬料則不受零件形狀的約束，可很方便的將釬料刷涂到釬接面上，而且節(jié)省釬料，沒(méi)有用帶狀或箔狀釬料釬接時(shí)40%左右邊角料的浪費(fèi)；三、本發(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是采用5μπι 25μπι的合金釬料粉混合而成，與固體釬料的大塊本體相比較，比表面積增大，表面原子數(shù)增加，這種高表面能的不安定原子極易與外來(lái)原子吸附鍵結(jié)，使得表面活性增強(qiáng)；原子擴(kuò)散通道的晶界增加，原子在納米結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散速率將會(huì)大大提高，有利于釬料在釬縫中潤(rùn)濕、鋪展；四、本發(fā)明所述的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，KF-AlF3共晶鋁釬劑是由KF-AlF3系構(gòu)成的氟鋁酸鉀混鹽，即在兩個(gè)中間化合物KAlF4和K3AlF6間的共晶點(diǎn)(AlF3和KF摩爾比為44.5:55.5)處組成的混鹽，共晶點(diǎn)溫度為558°C，由于Si的存在可使氟鋁酸鉀釬劑的活性大為增加，因此以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiFJt為界面活性劑，可以顯著地提高釬劑的活性；本發(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料加入該釬劑能夠降低表面張力，提高潤(rùn)濕性，對(duì)復(fù)合材料表面氧化膜的松動(dòng)、溶解和破除具有重要作用；五、粘結(jié)劑使制備是制備焊膏的關(guān)鍵，它是連接釬劑和釬料的橋梁，粘結(jié)劑應(yīng)滿足以下條件:粘結(jié)劑能將釬劑和釬料很好地結(jié)合在一起，并與釬劑和釬料穩(wěn)定共存、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；粘結(jié)劑無(wú)刺激性氣味適合工廠作業(yè)；粘結(jié)劑在釬劑和釬料熔化前易于揮發(fā)；粘結(jié)劑揮發(fā)或灼燒后不積碳、無(wú)殘留等；若僅選擇一種粘度合適的物質(zhì)，均會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)度小，或在保護(hù)氣氛中分解不完全的情況；為此，選擇粘度高和粘度低的物質(zhì)復(fù)配成粘結(jié)劑；在低溫區(qū)，大部分粘度低的物質(zhì)揮發(fā)走，剩余少量粘度高的物質(zhì)在高溫區(qū)斷裂分解，從而揮發(fā)無(wú)殘留；對(duì)于粘度低的物質(zhì)，選擇閃點(diǎn)在180°C 190°C之間、粘度為3.5cp 5cp的白油，在該溫度范圍內(nèi)白油不僅揮發(fā)度大，而且具有良好的潤(rùn)滑性，有利于焊膏的潤(rùn)滑；對(duì)于粘度高的物質(zhì)，選用松香樹(shù)脂；本發(fā)明所述的粘結(jié)劑由白油和松香樹(shù)脂混合而成，再配以氫化蓖麻油作為觸變劑和甘油作為溶劑混合攪拌均勻，可得到粘度合適、油潤(rùn)性好的粘結(jié)劑；六、本發(fā)明采用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，提高熔煉速度；采用環(huán)縫噴咀進(jìn)行氮?dú)忪F化，通過(guò)控制噴霧壓力、漏包漏咀直徑和環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙，達(dá)到控制合金釬料粉粒度的目的；采用遠(yuǎn)紅外線烘箱進(jìn)行烘干，降低能耗，達(dá)到降低制備成本的目的；電耗少，料盤(pán)中的合金粉末分布要均勻。本發(fā)明所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的粘度適中的判別方法:
1、采用粘度儀進(jìn)行精確地測(cè)量；2、用一定直徑的玻璃棒將焊膏攪拌均勻，然后用玻璃棒挑起少量焊膏，并讓其自然落下，一般焊膏能掛在玻璃棒頭，而不落下，這時(shí)焊膏的粘度即可。


圖1是試驗(yàn)四采用搭接焊方式得到SiCp/6063Al復(fù)合材料焊接接頭的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一:本實(shí)施方式是一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料按質(zhì)量百分比由30% 35%的合金釬料粉、35% 40%的釬劑和25% 35%的粘結(jié)劑混合而成。本實(shí)施方式所述的合金釬料粉按質(zhì)量百分比由21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al制備而成。本實(shí)施方式所述的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，其中所述的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)。本實(shí)施方式所述的粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比由85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)月旨、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油混合而成。本實(shí)施方式所述的合金釬料粉粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉。本實(shí)施方式所述的粘結(jié)劑粘度為4cp 5cp。本實(shí)施方式所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料解決了現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題，因?yàn)楸緦?shí)施方式所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料呈膏狀，所以使用時(shí)，只需用毛筆或者刷子蘸涂到需焊接處，刷涂面積可大可小，所加釬料數(shù)量可多可少，尤其可用氣壓擠注方式自動(dòng)擠涂膏狀釬料，有利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化。本實(shí)施方式所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料適合形狀不規(guī)則、小型或幾何形狀復(fù)雜的零件上使用，對(duì)于目前碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊，所使用的固體釬料一般為絲狀、帶狀或箔狀，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；如果使用膏狀釬料則不受零件形狀的約束，可很方便的將釬料刷涂到釬接面上，而且節(jié)省釬料，沒(méi)有用帶狀或箔狀釬料釬接時(shí)40%左右邊角料的浪費(fèi)。本實(shí)施方式所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是采用5 μ m 25 μ m的合金釬料粉混合而成，與固體釬料的大塊本體相比較，比表面積增大，表面原子數(shù)增加，這種高表面能的不安定原子極易與外來(lái)原子吸附鍵結(jié)，使得表面活性增強(qiáng)；原子擴(kuò)散通道的晶界增加，原子在納米結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散速率將會(huì)大大提高，有利于釬料在釬縫中潤(rùn)濕、鋪展。本實(shí)施方式所述的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，KF-AlF3共晶鋁釬劑是由KF-AlF3系構(gòu)成的氟鋁酸鉀混鹽，即在兩個(gè)中間化合物KAlF4和K3AlF6間的共晶點(diǎn)(AlF3和KF摩爾比為44.5:55.5)處組成的混鹽，共晶點(diǎn)溫度為558°C，由于Si的存在可使氟鋁酸鉀釬劑的活性大為增加，因此以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑，可以顯著地提高釬劑的活性；本實(shí)施方式所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料加入該釬劑能夠降低表面張力，提高潤(rùn)濕性，對(duì)復(fù)合材料表面氧化膜的松動(dòng)、溶解和破除具有重要作用。粘結(jié)劑使制備是制備焊膏的關(guān)鍵，它是連接釬劑和釬料的橋梁，粘結(jié)劑應(yīng)滿足以下條件:粘結(jié)劑能將釬劑和釬料很好地結(jié)合在一起，并與釬劑和釬料穩(wěn)定共存、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；粘結(jié)劑無(wú)刺激性氣味適合工廠作業(yè)；粘結(jié)劑在釬劑和釬料熔化前易于揮發(fā)；粘結(jié)劑揮發(fā)或灼燒后不積碳、無(wú)殘留等；若僅選擇一種粘度合適的物質(zhì)，均會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)度小，或在保護(hù)氣氛中分解不完全的情況；為此，選擇粘度高和粘度低的物質(zhì)復(fù)配成粘結(jié)劑；在低溫區(qū)，大部分粘度低的物質(zhì)揮發(fā)走，剩余少量粘度高的物質(zhì)在高溫區(qū)斷裂分解，從而揮發(fā)無(wú)殘留；對(duì)于粘度低的物質(zhì)，選擇閃點(diǎn)在180°C 190°C之間、粘度為3.5cp 5cp的白油，在該溫度范圍內(nèi)白油不僅揮發(fā)度大，而且具有良好的潤(rùn)滑性，有利于焊膏的潤(rùn)滑；對(duì)于粘度高的物質(zhì)，選用松香樹(shù)脂；本實(shí)施方式所述的粘結(jié)劑由白油和松香樹(shù)脂混合而成，再配以氫化蓖麻油作為觸變劑和甘油作為溶劑混合攪拌均勻，可得到粘度合適、油潤(rùn)性好的粘結(jié)劑；具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是:所述的白油的閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式是一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先將含Cu元素、Si元素、Mg元素、Ni元素和Al元素的原材料進(jìn)行剪切或破碎至粒徑為5mm 20mm,然后放入酒精中超聲清洗15min 25min，然后按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、l% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al準(zhǔn)備材料；②氮?dú)忪F化:將步驟一①準(zhǔn)備的材料投入中頻感應(yīng)爐熔煉中，并在真空度為0.5 X KT3Pa 1.5 X KT3Pa和加熱速率40°C /min 60 °C /min的條件下熔化成金屬液，然后將金屬液通過(guò)環(huán)縫噴咀，在噴霧壓力為1.5MPa 5MPa、漏包漏咀直徑為1.0mm 2.5mm、環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙為0.5mm的條件下進(jìn)行氮?dú)忪F化，即得到球形焊料合金粉體，再將球形焊料合金粉體放入遠(yuǎn)紅外線烘箱，并在180°C 220°C的條件下烘干40min 80min,過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為100 μ m 200 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2S iF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)；三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5 X 10 1.5 X 10 條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料解決了現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題，因?yàn)楸緦?shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料呈膏狀，所以使用時(shí)，只需用毛筆或者刷子蘸涂到需焊接處，刷涂面積可大可小，所加釬料數(shù)量可多可少，尤其可用氣壓擠注方式自動(dòng)擠涂膏狀釬料，有利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料適合形狀不規(guī)則、小型或幾何形狀復(fù)雜的零件上使用，對(duì)于目前碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊，所使用的固體釬料一般為絲狀、帶狀或箔狀，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；如果使用膏狀釬料則不受零件形狀的約束，可很方便的將釬料刷涂到釬接面上，而且節(jié)省釬料，沒(méi)有用帶狀或箔狀釬料釬接時(shí)40%左右邊角料的浪費(fèi)。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是采用5 μ m 25 μ m的合金釬料粉混合而成，與固體釬料的大塊本體相比較，比表面積增大，表面原子數(shù)增加，這種高表面能的不安定原子極易與外來(lái)原子吸附鍵結(jié)，使得表面活性增強(qiáng)；原子擴(kuò)散通道的晶界增加，原子在納米結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散速率將會(huì)大大提高，有利于釬料在釬縫中潤(rùn)濕、鋪展。本實(shí)施方式制備的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，KF-AlF3共晶鋁釬劑是由KF-AlF3系構(gòu)成的氟鋁酸鉀混鹽，即在兩個(gè)中間化合物KAlF4和K3AlF6間的共晶點(diǎn)(AlF3和KF摩爾比為44.5:55.5)處組成的混鹽，共晶點(diǎn)溫度為558°C，由于Si的存在可使氟鋁酸鉀釬劑的活性大為增加，因此以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiFJt為界面活性劑，可以顯著地提高釬劑的活性；本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料加入該釬劑能夠降低表面張力，提高潤(rùn)濕性，對(duì)復(fù)合材料表面氧化膜的松動(dòng)、溶解和破除具有重要作用。粘結(jié)劑使制備是制備焊膏的關(guān)鍵，它是連接釬劑和釬料的橋梁，粘結(jié)劑應(yīng)滿足以下條件:粘結(jié)劑能將釬劑和釬料很好地結(jié)合在一起，并與釬劑和釬料穩(wěn)定共存、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；粘結(jié)劑無(wú)刺激性氣味適合工廠作業(yè)；粘結(jié)劑在釬劑和釬料熔化前易于揮發(fā)；粘結(jié)劑揮發(fā)或灼燒后不積碳、無(wú)殘留等；若僅選擇一種粘度合適的物質(zhì)，均會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)度小，或在保護(hù)氣氛中分解不完全的情況；為此，選擇粘度高和粘度低的物質(zhì)復(fù)配成粘結(jié)劑；在低溫區(qū)，大部分粘度低的物質(zhì)揮發(fā)走，剩余少量粘度高的物質(zhì)在高溫區(qū)斷裂分解，從而揮發(fā)無(wú)殘留；對(duì)于粘度低的物質(zhì)，選擇閃點(diǎn)在180°C 190°C之間、粘度為3.5cp 5cp的白油，在該溫度范圍內(nèi)白油不僅揮發(fā)度大，而且具有良好的潤(rùn)滑性，有利于焊膏的潤(rùn)滑；對(duì)于粘度高的物質(zhì)，選用松香樹(shù)脂；本實(shí)施方式制備的粘結(jié)劑由白油和松香樹(shù)脂混合而成，再配以氫化蓖麻油作為觸變劑和甘油作為溶劑混合攪拌均勻，可得到粘度合適、油潤(rùn)性好的粘結(jié)劑。本實(shí)施方式采用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，提高熔煉速度；采用環(huán)縫噴咀進(jìn)行氮?dú)忪F化，通過(guò)控制噴霧壓力、漏包漏咀直徑和環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙，達(dá)到控制合金釬料粉粒度的目的；采用遠(yuǎn)紅外線烘箱進(jìn)行烘干，降低能耗，達(dá)到降低制備成本的目的；電耗少，料盤(pán)中的合金粉末分布要均勻。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三的不同點(diǎn)是:步驟三中所述的白油的閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。其他與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式是一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:—、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先粒徑為0.06mm 0.15mm的Cu粉、粒徑為
0.06mm 0.15mm 的 Al-Si 粉、粒徑為 0.06mm 0.15mm 的 Mg 粉和粒徑為 0.06mm 0.15mm的Ni粉按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al進(jìn)行配比,然后放入行星輪式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min 600r/min、球料比為20:1氬氣保護(hù)條件下球磨20h 40h，球磨后轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為180°C 220°C的條件下烘干40min 80min，然后過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為100 μ m 200 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)；三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5 X 10 1.5 X 10 條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料解決了現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題，因?yàn)楸緦?shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料呈膏狀，所以使用時(shí)，只需用毛筆或者刷子蘸涂到需焊接處，刷涂面積可大可小，所加釬料數(shù)量可多可少，尤其可用氣壓擠注方式自動(dòng)擠涂膏狀釬料，有利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料適合形狀不規(guī)則、小型或幾何形狀復(fù)雜的零件上使用，對(duì)于目前碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊，所使用的固體釬料一般為絲狀、帶狀或箔狀，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；如果使用膏狀釬料則不受零件形狀的約束，可很方便 的將釬料刷涂到釬接面上，而且節(jié)省釬料，沒(méi)有用帶狀或箔狀釬料釬接時(shí)40%左右邊角料的浪費(fèi)。本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是采用5 μ m 25 μ m的合金釬料粉混合而成，與固體釬料的大塊本體相比較，比表面積增大，表面原子數(shù)增加，這種高表面能的不安定原子極易與外來(lái)原子吸附鍵結(jié)，使得表面活性增強(qiáng)；原子擴(kuò)散通道的晶界增加，原子在納米結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散速率將會(huì)大大提高，有利于釬料在釬縫中潤(rùn)濕、鋪展。本實(shí)施方式制備的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，KF-AlF3共晶鋁釬劑是由KF-AlF3系構(gòu)成的氟鋁酸鉀混鹽，即在兩個(gè)中間化合物KAlF4和K3AlF6間的共晶點(diǎn)(AlF3和KF摩爾比為44.5:55.5)處組成的混鹽，共晶點(diǎn)溫度為558°C，由于Si的存在可使氟鋁酸鉀釬劑的活性大為增加，因此以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiFJt為界面活性劑，可以顯著地提高釬劑的活性；本實(shí)施方式制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料加入該釬劑能夠降低表面張力，提高潤(rùn)濕性，對(duì)復(fù)合材料表面氧化膜的松動(dòng)、溶解和破除具有重要作用。粘結(jié)劑使制備是制備焊膏的關(guān)鍵，它是連接釬劑和釬料的橋梁，粘結(jié)劑應(yīng)滿足以下條件:粘結(jié)劑能將釬劑和釬料很好地結(jié)合在一起，并與釬劑和釬料穩(wěn)定共存、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；粘結(jié)劑無(wú)刺激性氣味適合工廠作業(yè)；粘結(jié)劑在釬劑和釬料熔化前易于揮發(fā)；粘結(jié)劑揮發(fā)或灼燒后不積碳、無(wú)殘留等；若僅選擇一種粘度合適的物質(zhì)，均會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)度小，或在保護(hù)氣氛中分解不完全的情況；為此，選擇粘度高和粘度低的物質(zhì)復(fù)配成粘結(jié)劑；在低溫區(qū)，大部分粘度低的物質(zhì)揮發(fā)走，剩余少量粘度高的物質(zhì)在高溫區(qū)斷裂分解，從而揮發(fā)無(wú)殘留；對(duì)于粘度低的物質(zhì)，選擇閃點(diǎn)在180°C 190°C之間、粘度為3.5cp 5cp的白油，在該溫度范圍內(nèi)白油不僅揮發(fā)度大，而且具有良好的潤(rùn)滑性，有利于焊膏的潤(rùn)滑；對(duì)于粘度高的物質(zhì)，選用松香樹(shù)脂；本實(shí)施方式制備的粘結(jié)劑由白油和松香樹(shù)脂混合而成，再配以氫化蓖麻油作為觸變劑和甘油作為溶劑混合攪拌均勻，可得到粘度合適、油潤(rùn)性好的粘結(jié)劑。
具體實(shí)施方式
六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五的不同點(diǎn)是:步驟一①中所述的Al-Si粉中Si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。其他與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六之一不同點(diǎn)是:步驟三中所述的白油的閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。其他與具體實(shí)施方式
五或六相同。
具體實(shí)施方式
八:本實(shí)施方式是一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法，具體是按以下步驟完成的:用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料采用涂覆式布料或針管式布料，布料完畢后置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣氛爐中，在真空度為0.5 X KT1Pa
1.5X KT1Pa和加熱速率20°C /min 40°C /min條件下升溫至550°C 590°C，并在溫度為550°C 590°C下保溫25min 35min，然后隨爐冷卻至室溫后取出，即完成焊接。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果:試驗(yàn)一:一、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先將含Cu元素、Si元素、Mg元素、Ni元素和Al元素的原材料進(jìn)行剪切或破碎至粒徑為20mm，然后放入酒精中超聲清洗20min，然后按質(zhì)量百分比23%的Cu、5%的S1、1.5%的Mg、0.5%的Ni和70%的Al準(zhǔn)備材料；②氮?dú)忪F化:將步驟一①準(zhǔn)備的材料投入中頻感應(yīng)爐熔煉中，并在真空度為I X KT3Pa和加熱速率500C /min的條件下熔化成金屬液，然后將金屬液通過(guò)環(huán)縫噴咀，在噴霧壓力為3.5MPa、漏包漏咀直徑為2mm、環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙為0.5mm的條件下進(jìn)行氮?dú)忪F化，即得到球形焊料合金粉體，再將球形焊料合金粉體放入遠(yuǎn)紅外線烘箱，并在20(TC的條件下烘干2h，過(guò)600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為150 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為150°C的條件下烘干60min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑；②、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1:0.1 ;三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取88%的白油、8%的松香樹(shù)脂、3%的甘油和1%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為90°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4.2的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取32.5%步驟一制備的合金釬料粉、37.5%步驟二制備的釬劑和30%步驟三制備的粘度為4.2的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為I X IO-3Pa條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。利用DTA裝置測(cè)量本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料DSC曲線，進(jìn)而標(biāo)定其固相線為579°C和液相線586°C ;該溫度主要是本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料中合金釬料粉的固液相線。潤(rùn)濕性試驗(yàn)在氬氣保護(hù)爐中進(jìn)行，試驗(yàn)材是55%SiCp/6063Al復(fù)合材料薄板，尺寸為IOmmX IOmmX 2mm,采用涂覆式布料將本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料布料到55%SiCp/6063Al復(fù)合材料薄板上，在釬焊溫度586°C下保溫時(shí)間30min，經(jīng)測(cè)量潤(rùn)濕角為39°，表明潤(rùn)濕性和鋪展性良好。試驗(yàn)二:一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:—、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先粒徑為0.06mm 0.15mm的Cu粉、粒徑為
0.06mm 0.15mm 的 Al-Si 粉、粒徑為 0.06mm 0.15mm 的 Mg 粉和粒徑為 0.06mm 0.15mm的Ni粉按質(zhì)量百分比23%的Cu、5%的S1、1.5%的Mg、0.5%的Ni和70%的Al進(jìn)行配比，然后放入行星輪式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500r/min、球料比為20:1IS氣保護(hù)條件下球磨30h,球磨后轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為200°C的條件下烘干60min，然后過(guò)600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為150 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為120°C的條件下烘干60min，然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑；②、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1:0.1 ;三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取88%的白油、8%的松香樹(shù)脂、3%的甘油和1%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為90°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4.8cp的粘結(jié)劑；四、混合:按質(zhì)量百分比稱取32.5%步驟一制備的合金釬料粉、37.5%步驟二制備的釬劑和30%步驟三制備的粘度為4.Scp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為I X IO-3Pa條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。利用DTA裝置測(cè)量本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料DSC曲線，進(jìn)而標(biāo)定其固相線為580°C和液相線585°C ;該溫度主要是本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料中合金釬料粉的固液相線。潤(rùn)濕性試驗(yàn)在氬氣保護(hù)爐中進(jìn)行，試驗(yàn)材是55%SiCp/6063Al復(fù)合材料薄板，尺寸為IOmmX IOmmX 2mm,采用涂覆式布料將本試驗(yàn)制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料布料到55%SiCp/6063Al復(fù)合材料薄板上，在釬焊溫度586°C下保溫時(shí)間30min，經(jīng)測(cè)量潤(rùn)濕角為40°，表明潤(rùn)濕性和鋪展性良好。試驗(yàn)三:一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法，具體是按以下步驟完成的:用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料采用涂覆式布料，布料完畢后置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣氛爐中，在真空度為I X IO4Pa和加熱速率30°C /min條件下升溫至586°C，并在溫度為586°C下保溫30min，然后隨爐冷卻至室溫后取出，即完成焊接。本試驗(yàn)所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是試驗(yàn)一制備的。本試驗(yàn)采用搭接焊方式對(duì)SiCp/6063Al復(fù)合材料進(jìn)行焊接，剪切實(shí)驗(yàn)在CTM2050微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，通過(guò)檢測(cè)可知焊膏處的剪切強(qiáng)度為35Mpa，該剪切強(qiáng)度表明，該試驗(yàn)一制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料對(duì)于SiCp/6063Al復(fù)合材料的焊接效果較好，能夠形成冶金結(jié)合。試驗(yàn)四:一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法，具體是按以下步驟完成的:用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料采用針管式布料，布料完畢后置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣氛爐中，在真空度為I X IO4Pa和加熱速率30°C /min條件下升溫至585°C，并在溫度為585°C下保溫30min，然后隨爐冷卻至室溫后取出，即完成焊接。本試驗(yàn)所述的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料是試驗(yàn)二制備的。本試驗(yàn)采用搭接焊方式對(duì)SiCp/6063Al復(fù)合材料進(jìn)行焊接，剪切實(shí)驗(yàn)在CTM2050微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果如圖1所示，圖1是本試驗(yàn)采用搭接焊方式得到SiCp/6063Al復(fù)合材料焊接接頭的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；通過(guò)圖1可知焊膏處的剪切強(qiáng)度為35Mpa，該剪切強(qiáng)度表明，該試驗(yàn)二制備的用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料對(duì)于SiCp/6063Al復(fù)合材料的焊接效果較好，能夠形成冶金結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料，其特征在于用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料按質(zhì)量百分比由30% 35%的合金釬料粉、35% 40%的釬劑和25% 35%的粘結(jié)劑混合而成；所述的合金釬料粉按質(zhì)量百分比由21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al制備而成；所述的釬劑的以KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加入K2SiF6作為界面活性劑混合而成，其中所述的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131);所述的粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比由85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油混合而成；所述的合金釬料粉粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉；所述的粘結(jié)劑粘度為4cp 5cp。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料，其特征在于所述的白油的閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，其特征在于用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法是按以下步驟完成的: 一、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先將含Cu元素、Si元素、Mg元素、Ni元素和Al元素的原材料進(jìn)行剪切或破碎至粒徑為5mm 20mm,然后放入酒精中超聲清洗15min 25min，然后按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、l% 2%的Mg、0.3% 0.7%的Ni和66% 74%的Al準(zhǔn)備材料；②氮?dú)忪F化:將步驟一①準(zhǔn)備的材料投入中頻感應(yīng)爐熔煉中，并在真空度為0.5 X KT3Pa 1.5 X KT3Pa和加熱速率40°C /min 60°C /min的條件下熔化成金屬液，然后將金屬液通過(guò)環(huán)縫噴咀，在噴霧壓力為1.5MPa 5MPa、漏包漏咀直徑為1.0mm 2.5mm、環(huán)縫噴咀的環(huán)縫間隙為0.5mm的條件下進(jìn)行氮?dú)忪F化，即得到球形焊料合金粉體，再將球形焊料合金粉體放入遠(yuǎn)紅外線烘箱，并在180°C 220°C的條件下烘干40min 80min,過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m 25 μ m的合金釬料粉； 二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為ΙΟΟμπι 200μπι的KF-AlF3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min,然后采 用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加AK2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 0.131)； 三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑； 四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5X 10_3Pa 1.5X 10_3Pa條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，其特征在于步驟三中所述的白油的閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，其特征在于用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法是按以下步驟完成的: 一、制備合金釬料粉:①準(zhǔn)備材料:首先粒徑為0.06mm 0.15mm的Cu粉、粒徑為`0.06mm 0.15mm 的 Al-Si 粉、粒徑為 0.06mm 0.15mm 的 Mg 粉和粒徑為 0.06mm 0.15mm的Ni粉按質(zhì)量百分比21% 25%的Cu、4% 6%的S1、1% 2%的Mg、0.3% `0.7%的Ni和66% 74%的Al進(jìn)行配比,然后放入行星輪式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min 600r/min、球料比為20:1氬氣保護(hù)條件下球磨20h 40h，球磨后轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為180°C 220°C的條件下烘干40min 80min，然后過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為5 μ m `25 μ m的合金釬料粉； 二、制備釬劑:①、細(xì)化處理:首先向粒徑為10(^111 20(^111的1^41 3共晶鋁釬劑中加水磨成糊狀，然后置于遠(yuǎn)紅外線烤箱中，在溫度為130°C 180°C的條件下烘干40min 80min,然后采用真空球磨機(jī)進(jìn)行球磨，并過(guò)500 600目篩，即得到粒徑為`20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑、混合:以粒徑為20 μ m 25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑為基體加AK2SiF6作為界面活性劑進(jìn)行混合，混勻后即得到釬劑；步驟二②中所述的粒徑為20 μ m `25 μ m的KF-AlF3共晶鋁釬劑與K2SiF6的質(zhì)量比為1: (0.074 `0.131)；` 三、制備粘結(jié)劑:按質(zhì)量百分比稱取85% 90%的白油、6% 10%的松香樹(shù)脂、2% 5%的甘油和0.5% 1.5%的氫化蓖麻油，放入反應(yīng)器中后在溫度為85°C 95°C的恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌混勻，即得到粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑； 四、混合:按質(zhì)量百分比稱取30% 35%步驟一制備的合金釬料粉、35% 40%步驟二制備的釬劑和25% 35%步驟三制備的粘度為4cp 5cp的粘結(jié)劑，然后放入真空攪拌器中，在真空度為0.5X 10_3Pa 1.5X 10_3Pa條件下攪拌混合均勻，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的Al-Si粉中Si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的制備方法，其特征在于步驟三中所述的白油的`閃點(diǎn)為180°C 190°C、粘度為3.5cp 5cp。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法，其特征在于用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料的使用方法是按以下步驟完成的:用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料采用涂覆式布料或針管式布料，布料完畢后置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣氛爐中，在真空度為0.5X KT1Pa 1.5X KT1Pa和加熱速率20°C /min 40°C /min條件下升溫至550°C 590°C，并在溫度為550°C 590°C下保溫25min 35min，然后隨爐冷卻至室溫后取出，即完成焊接。
全文摘要
一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料及其制備方法和使用方法，它涉及一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的釬料及其制備方法和使用方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有帶狀帶狀或者箔狀釬料不利于釬焊過(guò)程的自動(dòng)化，不適宜焊接不規(guī)則的、小型的或幾何形狀復(fù)雜的零件的問(wèn)題。一種用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料由合金釬料粉、釬劑和粘結(jié)劑混合而成；制備方法一、制備合金釬料粉；二、制備釬劑；三、制備粘結(jié)劑；四、混合，即得到用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料；使用方法采用涂覆式布料或針管式布料，然后進(jìn)行真空加熱處理，即完成焊接。本發(fā)明主要用于制備用于SiCp/Al復(fù)合材料硬釬焊的膏狀釬料。
文檔編號(hào)B23K1/19GK103100800SQ20131007675
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者牛濟(jì)泰, 王鵬, 楊順成, 徐冬霞, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué), 鄭州正機(jī)協(xié)和能源裝備科技有限公司, 河南晶泰航空航天高新材料科技有限公司