專利名稱：一種非晶態(tài)合金焊接az91d鎂合金的新方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鎂合金焊接領域，特指一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法。
背景技術：
非晶態(tài)焊接材料主要應用領域是非晶態(tài)的釬焊材料，它是上世紀70年代發(fā)展起來。利用快冷法制備出的釬料，由于其成分計量精確、熔化溫度范圍窄小、化學成分均勻性和顯微組織均勻性高、擴散活性及附著活性高、容易流進縫隙、釬焊區(qū)無顯微偏析和顯微縮孔，因而可獲得高強度和高耐腐蝕性的焊接接頭，是一種非常有前途的焊料。目前已進入實用化研究的包括鎳基非晶態(tài)釬料、銅基非晶態(tài)釬料和低溫非晶態(tài)釬料。自1978年首次公開報道非晶態(tài)合金釬料以來，非晶態(tài)材料在焊接領域中的應用及研究發(fā)展得很快。目前，國外研制的非晶釬焊料已有鎳基、鈷基、銅基、鈀基、銀基、鉛基、錫基等多種合金系，上百種牌號，一些學者已經(jīng)將非晶釬料應用到Ti基合金(如Ti-Ph，Ti-6A1-4V等)的焊接上，并取得了良好的焊接效果。雖然鎂基非晶態(tài)合金近十年來在制備方面取得了突破性的進展，但是目前還沒有人將具有較大非晶形成能力的Mg基非晶態(tài)合金應用到焊接領域。基于以上原因，本發(fā)明開發(fā)出一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法，經(jīng)過查詢，未見有相關專利發(fā)表。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開發(fā)出一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法，其特征為以 AZ91D鎂合金為基體材料，經(jīng)線切割加工成15mm X 15mm X 20mm方柱狀，選取非晶態(tài)的 Mg65Cu22Ni3Y5Nd5合金為中間層，將制成2mm厚的MfeCi^2Ni3Y5Nd5板狀鎂基非晶態(tài)合金夾入 AZ91D鎂合金柱狀材料之間采用對接接頭進行擴散焊接(見圖1)。擴散焊接前非晶態(tài)材料用砂紙將表面打磨干凈，鎂合金表面用鋼刷清理。在高純氬氣保護下的電阻爐中擴散焊接AZ91D鎂合金。擴散焊接材料準備好后將電阻爐進行升溫，保持升溫速率在20°C /min，待溫度升高到300°C左右時，用夾具將鎂基非晶態(tài)Mg65Cu22Ni3Y5Nd5合金夾入AZ91D鎂合金柱狀材料之間，然后放進電阻爐中，放進去前先通入氬氣約2min，確保夾具內(nèi)的空氣完全驅(qū)除。待升至距擴散焊接溫度3°C左右時調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使之在擴散焊接溫度上下波動不超過正負2°C，在該溫度下以一定的壓力保溫一段時間，然后將擴散焊接后的材料取出空冷至室溫。本發(fā)明以鎂基非晶態(tài)MfeCu22Ni3Y5Nd5合金為中間層，在一定的壓力下、不同的升溫速率、不同的焊接溫度及保溫時間的工藝方法條件下經(jīng)過多次試驗，確定擴散焊接的最佳參數(shù)為壓力0. 3MPa、升溫速率20°C /min，焊接溫度 450°C、保溫15分鐘，此時AZ91D鎂合金接頭的抗拉強度達到最大值154MPa，AZ91D鎂合金本體強度為150-160MPa，采用本發(fā)明擴散焊接鎂合金完全達到要求。從圖2中的整體的焊接效果來看，即使在保溫時間只有5分鐘時，焊接都能很好的完成，界面凸起處氧化膜已經(jīng)部分破碎，基體與液態(tài)中間層直接接觸，液態(tài)中間層與基體中的Al元素形成共晶液相，優(yōu)先沿著氧化膜/基體處的界面擴散。隨著共晶液相的不斷增多和向界面的繼續(xù)擴散，在表而張力和界而張力的作用下，氧化膜被拱起，逐漸與母材分離， 呈片狀平直的漂浮于液態(tài)中間層中。隨后片狀平直的氧化膜在液相中局部發(fā)生彎曲破碎， 隨時間的延長，氧化膜與母材分離增多，氧化膜自身破碎球化也越來越多，最終氧化膜完全破碎、分散。


圖1預置中間層的AZ91D鎂合金的擴散焊接示意圖。圖2不同保溫時間的擴散焊接接頭微觀形貌0. 3MPa，450°C，空冷a 保溫 5min，b 保溫 lOmin，c 保溫 15min，d 保溫 25min
具體實施例方式實施例以AZ91D鎂合金為基體材料，經(jīng)線切割加工成15mmX15mmX20mm方柱狀，選取非晶態(tài)的MfeCi^2Ni3Y5Nd5合金為中間層，將制成2mm厚的Mg65Cu22Ni3Y5Nd5板狀鎂基非晶態(tài)中間合金夾入AZ91D鎂合金柱狀材料之間采用對接接頭進行擴散焊接(見圖1)。擴散焊接前非晶態(tài)材料用砂紙將表面打磨干凈，鎂合金表面用鋼刷清理。在高純氬氣保護下的電阻爐中擴散焊接AZ91D鎂合金。擴散焊接材料準備好后將電阻爐進行升溫，保持升溫速率在20°C /min，待溫度升高到300°C左右時將鎂基非晶態(tài)中間合金夾入AZ91D鎂合金柱狀材料之間的夾具放進電阻爐中，放進去前先通入氬氣約 2min，確保夾具內(nèi)的空氣完全驅(qū)除。待升至距擴散焊接溫度3°C左右時調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使之在擴散焊接溫度上下波動不超過正負2°C，在該溫度下以一定的壓力保溫一段時間，然后將擴散焊接后的材料取出空冷至室溫。本發(fā)明以非晶態(tài)MfeCu22Ni3Y5Nd5合金為中間層，在壓力 0. 3MPa、升溫速率20°C /min，焊接溫度450°C、保溫15分鐘情況下，此時AZ91D鎂合金接頭的抗拉強度達到最大值154MPa，AZ91D鎂合金本體強度為150_160MPa，采用本發(fā)明擴散焊接鎂合金完全達到要求。
權利要求
1.一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法，其特征為以AZ91D鎂合金為基體材料，經(jīng)線切割加工成15mmX 15mmX 20mm方柱狀，選取非晶態(tài)的MfeCi^2Ni3Y5Nd5合金為中間層，將制成2mm厚的MfeCu22Ni3Y5Nd5板狀鎂基非晶態(tài)中間合金夾入AZ91D鎂合金柱狀材料之間，采用對接接頭進行擴散焊接。
2.根據(jù)權利要求1所述一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法，其擴散焊接的最佳參數(shù)為，壓力0. 3MPa、升溫速率20°C /min、焊接溫度450°C、保溫15分鐘，此時AZ91D鎂合金接頭的抗拉強度達到最大值154MPa，AZ91D鎂合金本體強度為150_160MPa，采用本發(fā)明擴散焊接鎂合金完全達到要求。
全文摘要
一種非晶態(tài)合金焊接AZ91D鎂合金的新方法，屬于鎂合金焊接領域，其特征為以AZ91D鎂合金為基體材料，經(jīng)線切割加工成15mm×15mm×20mm方柱狀，選取非晶態(tài)的Mg65Cu22Ni3Y5Nd5合金為中間層，將制成2mm厚的Mg65Cu22Ni3Y5Nd5板狀鎂基非晶態(tài)中間合金夾入AZ91D鎂合金柱狀材料之間，采用對接接頭進行擴散焊接。擴散焊接的最佳參數(shù)為，壓力0.3MPa、升溫速率20℃/min、焊接溫度450℃、保溫15分鐘，此時AZ91D鎂合金接頭的抗拉強度達到最大值154MPa，AZ91D鎂合金本體強度為150-160MPa，采用本發(fā)明擴散焊接鎂合金完全達到要求。
文檔編號B23K20/233GK102350587SQ20111028058
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者劉光磊, 司乃潮, 司松海, 楊道清, 陳振華 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司