ProduclionTheme
生产应用样接
稀土对Al-Si-Zn-Cu钎料工艺性能的影响
轩庆庆龙伟民张青科路全彬
(郑州机械研究所新型轩焊材料与技术国家重点实验室，郑州450001）
摘要在Al-Si-Zn-Cu钎料的基础上添加La,Ce混合稀土，研究了La,Ce对钎料组织及力学性能的影响。结果表明，随着稀土元素含量的增加，Al-Si-3Zn-15Cu钎料合金的抗拉强度、铺展面积均逐渐增大。添加稀土的Al-Si-3Zn-15Cu合金的微观组织为a-Al固溶体+（Al+Si)共晶+（Al+Si+Cu）共晶+Si相。La，Ce混合移土减少了杂质在晶界上的偏聚，降低了晶粒长大速度，细化了晶粒。稀土对第二相粒子进行变质，使其网状结构得以优化和改善，因而提高了钎料的强度和塑性。
关键词：AI-Si-Zn-Cu钎料稀土力学性能微观组织中图分类号：TG425*.2
0序言
由于铝合金与不锈钢固溶度低，热物理性能差异大，二者难以用一般的焊接方法实现可靠连接(1)。在众多连接技术中，钎焊已经被广泛地作为一种连接铝合金与不锈钢的方法，但由于二者表面的氧化膜难以去除且熔点、热物理性能差异很大，易生成脆性金属间化合物等原因，难以获得良好的接头[2-4)。另一方面，对于异种材料之间钎焊，选择对母材润湿性良好的钎料非常重要。面目前，适合铝合金与不锈钢钎焊的钎料、钎剂还比较欠缺。
Al-Si合金是一种应用广泛的钎料[5]，也仅有选择 Al-Si针料进行铝合金与不锈钢钎焊的研究尝试。前期研究使用了AI-Si钎料钎焊铝合金与不锈钢，但很难形成良好的接头，原因是钎剂中的Zn扩散到钎料中使钎料在润湿不锈钢母材前便发生急速等温凝固，这表明 Zn对Al-Si钎料的微观组织和工艺性能有很大影响，在
此基础上开发了Al-Si-Zn钎料(]。发现锌含量较低时，钎料的抗拉强度较高，但工艺性能较差；锌含量较高时又会出现相反结果。有研究人员在以上基础上又尝试开发了Al-Si-Zn-Cu钎料[7)，钎料的工艺性能和强度均有提高，但仍难得到良好的接头质量。
基于此，该研究尝试向Al-Si-Zn-Cu钎料中添加不同量的稀土，研究不同的稀土含量Al-Si-Zn-Cu钎料的组织特征、力学性能、工艺性能等，以使通过控制稀土含量，在优化其工艺性能的同时考虑其钎焊性，获得工艺性能更好、熔点更低的Al-Si-Zn-Cu钎料，为改善铝合金和不锈钢的钎焊质量提供条件。
试验材料与方法
钎料熔炼原料为纯度99.9%的Al,Si,Zn，Cu及含 Ce和La的混合稀土。用石墨埚在中频感应炉中先熔炼Al-Si-Zn-Cu合金，再分别添加0.1%，0.3%，0.5%稀土，浇铸成棒材。钎料成分及熔化温度见表1。
表1
Al-Si-Zn-Cu钎料成分及加稀土量
序号 a b c
钎料牌号 B-Al67SiZnCu B-Al67SiZnCu B-A167SiZnCu
收稿日期：20160621
Al 余量余量余量
基金项目：国家国际科技合作计划项目（2015DFA50470）
万方数据
Si 10.5 10.5 10.5
化学成分（质量分数，%）
Zn 3.0 3.0 0'E
Cu 15.0 15.0 15.0
加稀土量 0.1 0.3 0.5
熔化温度 T/℃
577~582 577~582 577 ~582
依据国标GB/T228.1—2010《金属材料拉伸试验》，在MTSE45.105万能试验机上进行室温钎料抗拉强度的测定（拉伸速率为1mm/min，取3~5个试样的
2017年第2期
31