本發明屬于合金制備,具體涉及一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金及其制備方法。
背景技術:
1、波峰焊是一種廣泛應用于電子制造行業的焊接技術,主要用于焊接表面貼裝元件和通孔元件。在波峰焊過程中,焊接元件通過預熱后,經過一層熔融焊錫的波峰,從而實現元件與電路板的連接。而在波峰焊工藝中,治具作為這一過程中的關鍵組件,其性能對波峰焊具有重要影響。波峰焊的焊接溫度一般可以達到280℃左右,在此溫度環境中,一些厚度較薄而尺寸較大的電路板容易發生變形彎曲,且電路板上的一些通孔器件尺寸較小,對焊接位置的敏感度要求較高,一旦發生變形彎曲,這些器件會受到很大影響,包括出現焊料過多或不足、橋聯、漏焊和虛焊等不利情況,影響焊接。波峰焊治具用來支撐電路板,保護固定器件,防止電路板焊接過程中發生變形彎曲,進而實現波峰焊的連續生產,提高波峰焊品質和生產效率。波峰焊治具的常用材料主要有合成石、電木、金屬框和玻纖板等。合成石具有很高的彈塑性和抗沖擊性能,耐高溫性能出色,但是成本較高。電木具有較高的機械強度和耐熱性能,但是機械加工性能較差。玻纖板具有良好的平整度,表面光滑,耐熱性也表現良好,但是不耐腐蝕,使用壽命短。金屬框主要采用鈦合金和鋁,鈦合金的強度雖然高,但是價格昂貴,鋁合金由于制備工藝的不同,容易在高溫產生塑性形變,削弱高溫的力學性能,進而影響焊接的精度。
2、專利cn119351832a公開了一種稀土改性抗熱烈壓鑄鋁合金及其制備方法,該發明通過si和mg的設計添加,有效提升材料釬焊過程中的釬劑流動性以及材料焊后力學性能,以al-re共晶組織為主,所添加ce、la和ga均為低熔點共晶型稀土,通過多元化稀土的聯合添加有效降低鋁合金的液相線溫度,液相線的降低可以有效降低澆注溫度,減少吸氣量,凈化鋁液同時降低鋁液表面張力,提升鋁液流動性,提高壓鑄效果;再通過鋁基體中形成彌散分布的al3zr,阻止釬焊過程中晶粒的長大,從而保證焊后的力學性能,獲得了具有良好耐高溫力學性能的鋁合金。稀土雖然可以提高耐高溫性能,但是添加過多導致晶粒長大而影響鋁合金的力學性能。
3、因此,通過降低鋁合金中稀土元素含量來實現提高鋁合金的耐高溫力學性能,具有重要研究價值。
技術實現思路
1、根據現有技術的不足,本發明通過設計一種全新的用于制備波峰焊治具的耐高溫富復合鋁合金的用料配比,使得在高溫環境中具有良好的力學性能,進而解決了背景技術中提出的技術問題。具體地,本發明的技術方案包括以下內容:
2、一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,所述耐高溫復合鋁合金包括以下重量百分比的原料:
3、鋁硅合金:0.1%~1%;
4、高純鎂錠:0.1%~0.8%;
5、鋁鈦硼合金:0.1%~1.2%;
6、鋁鐵合金:0.1%~1%;
7、鋁鑭合金:0.1%~3%;
8、鋁鈰合金:0.1%~3%;
9、碳化硅:0.5%~3%;
10、鋁錳合金:0.1%~0.5%;
11、高純鋁錠:86.5%~98.8%。
12、進一步地,所述鋁硅合金中鋁:硅的重量百分比為73%:27%。
13、進一步地,所述高純鎂錠中鎂的重量百分比為99.99%。
14、進一步地,所述鋁鈦硼合金的牌號為alti5b1。
15、進一步地,所述鋁鐵合金中鐵:鋁的重量百分比為20%:80%。
16、進一步地,所述鋁鑭合金的牌號為alla10。
17、進一步地,所述鋁鈰合金的牌號為alce10。
18、進一步地,所述鋁錳合金中鋁:錳的重量百分比為90%:10%。
19、進一步地,所述高純鋁錠中鋁的重量百分比為99.99%。
20、一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
21、高純鋁錠、鋁硅合金和鋁鐵合金混合加熱到750℃~800℃得到第一金屬熔化料;
22、第一金屬熔化料、鋁鈦硼合金、鋁錳合金、鋁鑭合金、鋁鈰合金和高純鎂錠混合并于750℃~800℃熔煉得到第二金屬熔化料,再加入復合除渣劑混合攪拌吹氣除渣得到第三金屬熔化料;
23、第三金屬熔化料和碳化硅混合攪拌熔煉后澆鑄形成鋁合金板粗坯;
24、鋁合金板粗坯經350℃熱處理10min~15min后軋制得到預處理鋁合金板;
25、預處理鋁合金板依次經固溶處理、水淬和人工時效處理得到耐高溫復合鋁合金。
26、進一步地,所述復合除渣劑由氯化鈣和氯化鈉按照1:1的重量份之比混合組成。
27、進一步地,所述第二金屬熔化料:復合除渣劑的重量份之比為1:0.03~0.05。
28、進一步地,所述第三金屬熔化料和碳化硅混合攪拌熔煉的條件包括經700℃攪拌10min~15min后升溫至730℃混合攪拌10min~15min。
29、進一步地,所述固溶處理的條件包括溫度530℃~570℃和處理時間5h~6h。
30、進一步地,所述水淬的條件包括熱水溫度為60℃~70℃和水淬時間10s~15s。
31、進一步地,所述人工時效處理的條件包括處理溫度170℃~180℃和處理時間4h~5h。
32、與現有技術相比,本發明的有益效果如下:
33、本發明根據金屬元素的特點,以鋁硅合金、高純鎂錠、鋁鈦硼合金、鋁鐵合金、鋁鑭合金、鋁鈰合金、碳化硅、鋁錳合金和高純鋁錠為原料,通過混合熔煉得到了在具有良好力學性能的耐高溫復合鋁合金。原料中,硅和鎂在鋁合金熱處理中可起到合金強化作用,提高合金流動性和耐腐蝕性;鐵元素可提高合金高溫強度,對脫模有積極作用;鈦硼元素可細化鋁合金晶粒,提高合金材料硬度和高溫強度,提高合金的延伸率;微量的鑭和鈰可提高合金的耐高溫強度和延伸率,細化晶粒;碳化硅可大幅度提高合金的耐高溫性能,且降低合金的高溫變形率;錳元素可提高合金熱處理強度和高溫強度。
1.一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述耐高溫復合鋁合金包括以下重量百分比的原料:
2.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁硅合金中鋁:硅的重量百分比為73%:27%。
3.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁鈦硼合金的牌號為alti5b1。
4.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁鐵合金中鐵:鋁的重量百分比為20%:80%。
5.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁鑭合金的牌號為alla10。
6.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁鈰合金的牌號為alce10。
7.根據權利要求1所述一種用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金,其特征在于,所述鋁錳合金中鋁:錳的重量百分比為90%:10%。
8.一種如權利要求1~7任一所述用于波峰焊治具的耐高溫復合鋁合金的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:
9.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述第二金屬熔化料:復合除渣劑的重量份之比為1:0.03~0.05。
10.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述第三金屬熔化料和碳化硅混合攪拌熔化的條件包括經700℃攪拌10min~15min后升溫至730℃混合攪拌10min~15min。