一種用于鎂合金釬焊的鎂基非晶合金釬料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鎂合金焊接連接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于鎂合金釬焊的鎂基非晶合金 釬料及其制備方法，具體涉及一種Mg-Cu-Ag-Zn-Gd-Nd非晶合金釬料。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金是目前實(shí)際工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小，比強(qiáng)度、比剛度 高，鑄造、減震、切削加工性優(yōu)良以及尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，使其在實(shí)現(xiàn)輕量化、降低能源消 耗、減少環(huán)境污染等方面具有顯著作用，在汽車、國(guó)防軍工、航空航天、電子、機(jī)械等工業(yè) 領(lǐng)域以及家庭用品和運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域正得到日益廣泛應(yīng)用。然而，目前鎂合金釬焊焊料 所焊接的接頭性能都比較低，遠(yuǎn)低于鎂合金基體材料的性能(強(qiáng)度大于200MPa)。比如，申 請(qǐng)?zhí)?01110000830.0發(fā)明的一種Al-Mg-Zn鎂合金釬焊釬料，釬焊AZ31B鎂合金所得 釬焊搭接接頭抗剪強(qiáng)度在23~28MPa之間，釬焊對(duì)接接頭抗拉強(qiáng)度在39~44MPa之 間；申請(qǐng)?zhí)?00910092578. 3 -種含稀土的鎂合金釬焊釬料釬焊AZ31B鎂合金，釬焊搭接 接頭抗剪強(qiáng)度在38~39MPa之間，釬焊對(duì)接接頭抗拉強(qiáng)度在53~62MPa之間；申請(qǐng)?zhí)?201110205638. 5發(fā)明的一種含稀土元素Er的鎂合金，釬焊鎂合金所得釬焊搭接接頭抗剪 強(qiáng)度在40~46MPa之間；申請(qǐng)?zhí)?00910092579. 8發(fā)明的一種Zn-Mg鎂合金釬焊釬 料，釬焊AZ31B鎂合金所得釬焊搭接接頭抗剪強(qiáng)度在38~43MPa之間，釬焊對(duì)接接頭抗 拉強(qiáng)度在52~53MPa之間；申請(qǐng)?zhí)?00910092580. 0 -種用于鎂合金釬焊Zn-Mg-Al釬 料，釬焊AZ31B鎂合金所得釬焊搭接接頭抗剪強(qiáng)度在43~45MPa之間，釬焊對(duì)接接頭抗 拉強(qiáng)度在59~62MPa之間；申請(qǐng)?zhí)?00910184467. 5鋅鎂基釬料合金釬焊鎂合金所得釬 焊搭接接頭抗剪強(qiáng)度在53~68MPa之間；申請(qǐng)?zhí)?00910184466.0,鎂基釬料合金，釬焊 鎂合金所得釬焊搭接接頭抗剪強(qiáng)度在57~70MPa之間。因此，開發(fā)用于鎂合金釬焊的 高強(qiáng)度鎂合金釬料，是鎂合金釬焊領(lǐng)域急需解決的問題。
[0003] 與傳統(tǒng)鎂合金相比，鎂基非晶合金有著超高強(qiáng)度，甚至超高IGPa。韓玉梅(鎂基 非晶釬料真空釬焊AZ31B鎂合金，鄭州大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文，2014)研究了鎂基非晶合金 Mg65Cu25GcU乍為釬料焊接AZ31B鎂合金發(fā)現(xiàn)，釬焊焊縫冶金結(jié)合良好，并且焊縫與基體保持 相同的硬度水平，釬焊之后母材保持最初的性能。由此表明，鎂基非晶合金可作為鎂合金釬 焊釬料，并可獲得更佳的強(qiáng)度。然而，Mg65Cu25Gd1。非晶合金的熔點(diǎn)為427 °C，相比于現(xiàn)有的 普通鎂合金釬料的熔點(diǎn)依然偏高。因此，進(jìn)一步降低鎂基非晶合金的熔點(diǎn)，改善鎂基非晶合 金的釬焊性能，是擴(kuò)展鎂基非晶合金在鎂合金釬焊中應(yīng)用需要研究的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有研究的不足，提供一種用于鎂合金釬焊的鎂基非晶合 金釬料及其制備方法，使其解決現(xiàn)有鎂合金釬料強(qiáng)度低，而現(xiàn)有鎂基非晶合金熔點(diǎn)高的問 題，并進(jìn)一步提高釬料的性能，為高性能鎂合金的釬焊提供技術(shù)支持。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種用于鎂合金釬焊的鎂基非晶合 金釬料，是一種Mg-Cu-Ag-Zn-Dy-Gd-Nd非晶合金釬料，該非晶合金釬料的結(jié)構(gòu)式為Mg66Cu15Ag5Zn4Dy1GdxNd9x，其中3彡X彡6，x為Nd元素的原子百分?jǐn)?shù)。
[0006] 本發(fā)明所述用于鎂合金釬焊的鎂基非晶合金釬料的制備方法，其特征在于包括如 下步驟： 第一步：按照上述非晶合金釬料的比例準(zhǔn)備Mg、Cu、Ag、Zn、Dy、Gd和Nd原料； 第二步：將第一步的原料放入石墨坩堝中，采用高頻感應(yīng)加熱爐熔煉，高頻感應(yīng)加熱電 流控制在150至500安培之間，實(shí)現(xiàn)對(duì)原料充分熔化并均勻化； 第三步：將第二步得到的熔體，在氬氣保護(hù)下，澆注于銅模中，獲得Mg-Cu-Ag-Ni-Dy-Gd-Nd非晶合金釬料； 本發(fā)明所述第一步中，所述18、(：1138、211、07、6(1和制原料純度均為99.9%以上。
[0007] 本發(fā)明所述第二步中，所述熔煉過程時(shí)間為50分鐘：前10分鐘電流為150安 培，之后20分鐘電流為500安培，最后20分鐘電流為300安培。
[0008] 本發(fā)明所述第二步中，所述熔煉在密封腔室中進(jìn)行，使用石墨坩堝，氣氛為純度大 于99. 99%的純氬氣氛，氣氛壓力為1個(gè)大氣壓。
[0009] 本發(fā)明所述第三步中，所述銅模的型腔內(nèi)徑為8mm，高200mm，所述氬氣純度大 于 99. 9%。
[0010] 本發(fā)明具有以下有益效果： 本發(fā)明所提供的Mg-Cu-Ag-Zn-Dy-Gd-Nd非晶合金釬料熔點(diǎn)為355~365°C，比現(xiàn)有 的Mg65Cu25GcU非晶合金釬料的熔點(diǎn)為427 °C低約60°C，與現(xiàn)有的普通鎂合金釬料熔點(diǎn)相 當(dāng)，適合于固相線溫度在400°C以上的鎂合金釬焊。所提供耐熱鎂合金釬料用于GW103K (Mg-10Gd-3Y-0.4Zr)鎂合金釬焊，其釬焊搭接接頭室溫抗剪強(qiáng)度在128~136MPa之間， 其強(qiáng)度優(yōu)于現(xiàn)有的鎂合金釬料釬焊所得釬焊接頭性能。此外，本發(fā)明提供的鎂基非晶合金 釬料制備方法簡(jiǎn)單且易操作，成分控制比較好，雜質(zhì)含量少，適合制備高質(zhì)量鎂基非晶合金 釬料。
[0011] 本發(fā)明所提供的Mg-Cu-Ag-Zn-Dy-Gd-Nd非晶合金釬料，與現(xiàn)有的Mg65Cu25Gd10鎂 基非晶合金釬料相比，其增加的元素及含量的作用如下： Ag:合金元素，具有顯著增加鎂基非晶合金的非晶形成能力，并具有強(qiáng)化作用。
[0012] Zn:低熔點(diǎn)合金元素，可降低鎂基非晶合金釬料的熔點(diǎn)。
[0013] Dy :少量添加合金元素，具有增加鎂基非晶合金的非晶形成能力作用，可降低鎂基 非晶合金釬料的熔點(diǎn)，并具有強(qiáng)化作用。
[0014]Nd:低熔點(diǎn)稀土合金元素，具有顯著降低鎂基非晶合金釬料熔點(diǎn)作用，并具有顯著 增加非晶合金的非晶形成能力。
[0015]Mg:增加少量Mg元素，可改善鎂基非晶合金釬料的提高釬料的流動(dòng)性，并改善潤(rùn) 濕性。
【附圖說明】
[0016] 圖1是實(shí)施例的XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述的實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例UMg66Cu15Ag5Zn4Dy1Gd3Nd6 非晶合金釬料 第一步、按照Mg66Cu15Ag5Zn4Dy1Gd3Ndf^比例準(zhǔn)備Mg、(：11、48、211、〇7、6(1和制原料；上 述1%、&138、211、07、6(1和恥原料純度均為在99.9%以上。
[0019] 第二步、將第一步的原料放入石墨坩堝中，采用高頻感應(yīng)加熱爐熔煉