本發(fā)明涉及SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法。

背景技術(shù)：

SiCp/Al復(fù)合材料是一種能滿足特殊物理性能要求的輕型復(fù)合材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度高、彈性模量高等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事武器、汽車電子、體育器材等領(lǐng)域。SiCp/Al的基體和增強(qiáng)相在物理與化學(xué)性質(zhì)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(lǐng)域中的應(yīng)用都受到限制。因此，研制一種適用于SiCp/Al復(fù)合材料的焊接方法成為本領(lǐng)域急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，采用鋁硅鎂釬料結(jié)合使用真空釬焊方法，克服了SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料表面結(jié)合力差的缺點(diǎn)，提高了焊縫結(jié)合力，剪切強(qiáng)度高達(dá)65.9MPa，工藝簡(jiǎn)單，容易操作。

本發(fā)明提出的一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，進(jìn)行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預(yù)焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進(jìn)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(yōu)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(yōu)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(yōu)選地，在S4中，釬焊過(guò)程中在焊接接頭施以7-8MPa的恒定壓力。

優(yōu)選地，在S4中，升溫速率為30℃/min。

優(yōu)選地，在S1中，超聲洗滌在丙酮和/酒精溶液中進(jìn)行，超聲時(shí)間為20-30min。

優(yōu)選地，在S1中，SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，用水鋪展開(kāi)SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細(xì)粒度的磨削粉對(duì)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行磨削。

優(yōu)選地，在S2中，鋁硅鎂釬料用砂紙打磨，丙酮清洗。

優(yōu)選地，在S2中，釬料在室溫下干燥。

優(yōu)選地，在S1中，SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料在打磨清洗后表面進(jìn)行鍍銅或鍍鎳。

優(yōu)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(fā)明采用鋁硅鎂釬料焊接SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料基材，Al-Si-Mg的熔點(diǎn)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(qū)間為545～569℃，焊接時(shí)不會(huì)對(duì)母體材料造成損壞，Ti元素改善了釬料和SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)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(jié)合力，提高焊縫的力學(xué)性能；在真空釬焊前，對(duì)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行鍍銅或錫，改進(jìn)了其表面張力，提高SiC顆粒表面金屬鍍層的牢固性和穩(wěn)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(shí)要使焊件整體受熱均勻，保證釬料熔化時(shí)基材內(nèi)外溫度基本一致，使毛細(xì)作用能有效發(fā)揮，以減小或防止驟熱產(chǎn)生的應(yīng)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(nèi)外層均勻熔化填充接縫，提高焊接質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，進(jìn)行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預(yù)焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進(jìn)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)施例2

一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，進(jìn)行磨削，超聲洗滌，在真空條件下室溫干燥得到預(yù)焊基材；

S2、將鋁硅鎂釬料進(jìn)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)施例3

一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，進(jìn)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(yù)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)施例4

一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，用水鋪展開(kāi)SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細(xì)粒度的磨削粉進(jìn)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(yù)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)施例4鍍層接頭的最大剪切強(qiáng)度為51.2MPa。

實(shí)施例5

一種SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊方法，包括如下步驟：

S1、、將SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料放入水中，用水鋪展開(kāi)SiC磨削粉末，先使用粗粒度的磨削粉，再使用細(xì)粒度的磨削粉進(jìn)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(yù)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(yù)焊基體和焊接釬料轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)施例5鍍層接頭的最大剪切強(qiáng)度為65.9MPa。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。