本發(fā)明屬于釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料及其制備方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著低碳經(jīng)濟的發(fā)展，大眾交通工具輕量化、以鋁代鋼的趨勢十分明顯。汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體、底盤結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動機零部件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂等都有用鋁材制造。平均每輛汽車需要鋁加工品100公斤以上，且全鋁汽車快速發(fā)展，高速軌道車輛(高速列車)的高強度鋁合金結(jié)構(gòu)件用量占整車材料總量的70％，民航機上用的鋁合金結(jié)構(gòu)件占整機材料的80％。其他交通設(shè)備如航空、航天器，各種小型民用車輛的制造業(yè)也大量需要各種鋁合金結(jié)構(gòu)件。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。
眾所周知，鋁基復(fù)合材料及鋁合金的釬焊均需解決的首要問題是如何有效除去鋁基體表面的氧化膜。目前破除鋁合金或鋁基復(fù)合材料基體表面的氧化膜的化學(xué)方法有釬劑、在焊接前用化學(xué)試劑清洗、釬料中添加活性元素等方法。呂世雄等2001年在《焊接學(xué)報》發(fā)表篇名為“SiCw/6061Al復(fù)合材料無釬劑加壓釬焊”報道了活性元素(Ti)在鋁基復(fù)合材料高溫活性液相擴散焊(610℃)中具有能加速破除鋁基體表面氧化膜的功效，然后對應(yīng)低溫釬焊特別是低于550℃能否順利實現(xiàn)去膜反應(yīng)仍是一研究空白點，其潛力有待深入研究。
Al-Si系釬料以A1-Si共晶成分為基礎(chǔ)，該共晶合金具有良好的潤濕性、流動性、釬焊接頭的抗腐蝕性和可加工性，且釬焊接頭強度高，是鋁合金釬焊中應(yīng)用最廣的一種鋁釬料。但Al-Si系釬料熔點較高(Al-Si共晶合金的共晶溫度為577℃)，釬焊時釬焊溫度多在600℃以上，接近于鋁合金的固相線溫度，易使母材發(fā)生過燒、溶蝕等現(xiàn)象。
專利CN1743118A(200510044627.8)公開了一種焊接銅鋁接頭的Al-Si-Mg釬料，由于釬料中沒有破除氧化膜元素，焊接需在真空中完成，導(dǎo)致焊接效率低，成本高。另外，釬料中Si含量高，接頭區(qū)存在異質(zhì)界面，抗彎強度低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，該釬料不僅實現(xiàn)了低溫釬焊Ti加速破除鋁基體表面氧化膜的功效，而且具有熔點低、高強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：
一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：
CaF2 2～5％、Ti 0.6～2.4％與Si 2～8％、Ge 20～24％，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：
CaF2 3～4％、Ti 1.2～2.0％與Si 3～7％、Ge 21～23％，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：
CaF2 3.6％、Ti 1.7％與Si 5％、Ge 22％，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：
CaF2 2％、Ti 2.4％與Si 8％、Ge 24％，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：
CaF2 5％、Ti 0.6％與Si 2％、Ge 20％，余量為鋁。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料的制備方法，將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當(dāng)加熱到820～860℃時，用氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得焊料箔帶。
進(jìn)一步，所述焊料箔帶厚度為0.02～0.10mm。
本發(fā)明的有益效果：
1、鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，熔化溫度范圍為460～500℃，釬焊溫度為500℃～510℃。
2、本發(fā)明的釬料具有較高的強度，配合QJ201釬劑釬焊LF21鋁合金，接頭剪切強度大于80MPa，本發(fā)明所得釬料適用于固相線溫度在500℃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)釬焊等。
3、本發(fā)明在Al-Ge-Si的基礎(chǔ)上面加入CaF2與Ti不僅可以降低熔點，解決了低溫釬焊Ti不能加速破除鋁基體表面氧化膜的功效的問題，焊接無需真空。
4、一般鋁管的釬焊會使用釬劑，由于釬劑涂抹的不均勻性，容易釬焊過燒，把焊接工件焊穿，造成工件報廢，本產(chǎn)品由于不用釬劑，因此有效地避免了釬劑涂抹的不均勻性的發(fā)生。
具體實施方式
實施例1
一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：
CaF2 3.6％、Ti 1.7％與Si 5％、Ge 22％，余量為鋁。
制備方法，包括以下步驟：
將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當(dāng)加熱到820℃時，用0.5Pa的氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得厚度為0.02～0.10mm的鋁合金箔帶。
實施例2
一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：
CaF2 2％、Ti 2.4％與Si 8％、Ge 24％，余量為鋁。
制備方法，包括以下步驟：
將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當(dāng)加熱到840℃時，用0.7Pa的氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得厚度為0.02～0.10mm的鋁合金箔帶。
實施例3
一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：
CaF2 5％、Ti 0.6％與Si 2％、Ge 20％，余量為鋁。
制備方法，包括以下步驟：
將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當(dāng)加熱到850℃時，用0.6Pa的氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得厚度為0.02～0.10mm的鋁合金箔帶。
實施例4
一種鋁釬焊用Al-Ge-Si基釬料，按照重量百分?jǐn)?shù)計算，包括以下原料制成：
CaF2 4％、Ti 1.3％與Si 3％、Ge 22％，余量為鋁。
制備方法，包括以下步驟：
將各組分按規(guī)定的重量百分比制成母合金，將母合金裝入石墨坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)感應(yīng)加熱重熔，當(dāng)加熱到860℃時，用0.65Pa的氬氣將熔融液態(tài)合金噴鑄在表面光潔的高速旋轉(zhuǎn)紫銅輥上，急冷得厚度為0.02～0.10mm的鋁合金箔帶。
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)。