高强度铝基钎料及其制备方法

铝合金由于具有密度小、比强度高等优点，广泛应用于航空、航天、石化、汽车、机械等领域，很多传统的铜合金波导、高频器件、冷凝器、热交换器等已被铝合金所取代。钎焊作为铝合金连接的重要方法之一，具有钎焊件变形小、尺寸精度高等优点，在实际生产中得到越来越广泛的应用，特别适合于制造复杂的铝合金构件。Al-Si系钎料以A1-Si共晶成分为基础，该共晶合金具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性，且钎焊接头强度高，是铝合金钎焊中应用最广的一种铝钎料。但Al-Si系钎料熔点较高(Al-Si共晶合金的共晶温度为577℃)，钎焊时钎焊温度多在600℃以上，接近于铝合金的固相线温度，易使母材发生过烧、溶蚀等现象。在一些特殊的应用场合，如薄壁的铝制板翅式换热器的钎焊，Al-Si系钎料的应用受到很大的制约。对于高强度铝基钎料来说，低熔点与高强度是一对矛盾，目前市场上的铝基钎料都没有同时具备低熔点、高强度的特性。低熔点铝基钎料一般是通过合金化手段大量添加能够强烈降低熔点的合金元素如Si、Cu等基本成分而获得的。而Si、Cu等元素含量很高时，在钎料组织中会形成大量的脆性相，如针状Al-Si共晶，或Al-Si-Cu共晶，甚至块状的Si初晶，以及大块状的Al2Cu化合物等，使钎料本身的性能显著脆化，几乎完全没有韧性和塑性(拉伸率)。由于金属的强度与韧性及塑性之间的关系是互相消长的，没有高的韧性和塑性的金属材料就不可能有高的强度。再加上金属重熔普遍存在的“冶金遗传现象”，以脆性的钎料钎焊母材所得接头的强度必然不高，脆断倾向极大，往往在钎焊结构件服役条件下接头突然失效，造成整个铝合金钎焊结构件突然崩溃，从而酿成设备事故。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项高强度铝基钎料及其制备方法，该技术的有益效果：该技术的钎料中添加Cu，可显著降低钎料熔点，但Cu加入量多会使材料变脆及钎焊时出现对母材的溶蚀，很难得到性能优良的钎焊接头，因此Cu的添加量为Cu0.1-0.5％，Zn与Mg相配合，可提高焊接接头的强度。In的熔点低，加入In可以降低焊料的熔化温度，粘度降低，流动性增强，提高焊料的润湿性。但是In的价格比较贵，加入过多，成本过高。并且改技术含有石墨烯增强骨料，过多的加入In，会造成其强度的下降。因此In的含量为0.1-0.2％。纳米TiO2和碳纳米管为强化材料，纳米TiO2颗粒具有硬度高、熔点高、热膨胀系数小、稳定性好等特点；纳米碳管具有热膨胀系数小，导电率优异，强度、硬度非常高的特点。这两种材料均比较适合于用作强化材料。通过优化它们的配比，使其钎料具有良好的焊接性能，现将该高强度铝基钎料及其制备方法及实施例介绍如下供研究交流参考：（611311  445456）

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