本發(fā)明涉及用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料及制備和焊接方法，屬于釬焊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
銅鋁的某些性質(zhì)和用途很接近，如它們的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性都較好，因此銅鋁間有很強的替代性，他們都主要用于建筑、交通、電力等行業(yè)，在很多原來使用銅的領(lǐng)域，用鋁部分代替銅，能滿足性能的需要，又因銅鋁價格間的巨大差異，既降低了成本又緩解了我國銅資源短缺的現(xiàn)狀。同時鋁代銅技術(shù)多數(shù)用于鋁部分取代銅構(gòu)件，因此，在銅鋁構(gòu)件間便產(chǎn)生了銅鋁接頭。展望未來，鋁銅接頭將廣泛用于發(fā)電、制冷、能、化工、國防等領(lǐng)域。
鋁表面易產(chǎn)生一層堅固的氧化膜，這是銅鋁連接主要障礙，氧化膜的電阻率非常大，導(dǎo)致了鋁與銅機械連接后在工作中并不可靠。在鋁銅焊接中常采用鎢極氬弧焊、電子束焊、熔化極氣體保護焊、激光焊等常規(guī)焊接方法焊接銅和鋁。由于鋁銅的物理和化學(xué)性能兩方面的差別都很大(其膨脹系數(shù)相差近40％)，導(dǎo)致了熔焊接銅和鋁時焊接性很差，焊后接頭脆性較大、及易產(chǎn)生裂紋，接頭強度較低。冷壓焊焊接銅鋁易使接頭軟化，工藝復(fù)雜。銅鋁摩擦焊易產(chǎn)生脆化物，會降低接頭強度。為此，常采用釬焊方法以提高銅鋁接頭的使用性能。
孟膠東等人采用真空擴散焊方法焊接銅和鋁，當(dāng)采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚂r，基本可以實現(xiàn)接頭較好的銅鋁擴散連接，但界面仍會有金屬間化合物生成，強度不高，且釬焊溫度高，能源消耗較多。閆飛等人采用擴散焊的焊接方法焊接銅和鋁并制備出了銅鋁焊接接頭，但依舊有氧化膜的出現(xiàn)，實驗耗時長。馬世濤等人用Zn-Al-Cu釬料配合稀土元素Nd、La釬焊鋁和銅，這種釬焊方法適當(dāng)提高了耐蝕性能，但是釬料潤濕性不是很理想。劉海明等人研究稀土Sm對Sn-Ag-Cu釬料組織性能的影響，釬焊接頭強度增強，但是銀在其中含量較多，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟適用性低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料及制備和焊接方法，該釬料的流動性好，對母材潤濕性好，且與鋁和銅的結(jié)合性能佳，抗拉強度較高，能夠有效減小釬焊時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料，所述釬料以重量百分比計的元素成分包括：Ni0.5％～3.0％，Cu0.1％～4.0％，Ga0.5％～5.0％，In0.5％～4.0％，Sm0.05％～0.5％，Ce0.1％～0.5％，余量為Zn。
作為優(yōu)選，所述釬料以重量百分比計的元素成分包括：Ni1.0％～2.0％，Cu0.5％～3.0％，Ga1.0％～4.0％，In1.0％～3.0％，Sm0.1％～0.3％，Ce0.15％～0.3％，余量為Zn。
作為優(yōu)選，所述釬料以重量百分比計的元素成分包括：Ni1.0％，Cu2.0％，Ga2.5％，In2.0％，Sm0.1％，Ce0.2％，余量為Zn。
作為優(yōu)選，所述釬料為箔片帶狀，厚度為50～80μm。
一種上述的用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在20±3℃的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1)超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將步驟2)的混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，從而得到釬料。
作為優(yōu)選，所述步驟3)中石英管噴嘴呈長方形，其長度為8～10mm，寬度為0.8～1.2mm。
作為優(yōu)選，所述步驟6)中銅輥直徑為250mm，銅輥寬度為50mm。
一種上述的用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
本發(fā)明在釬焊材料中添加元素Ni，顯著提升接頭的耐熱和耐蝕性，克服對P化物脆性，提高潤濕性，增強其接頭性能。添加元素Ga，可以使釬料成分均勻化，細(xì)化組織，有效抑制金屬間化合物的生長，適當(dāng)?shù)腉a可以降低固液相線，提高潤濕性。添加元素In能顯著提高釬料鋪展性能和接頭強度，但是其含量需嚴(yán)格控制。添加元素Cu和稀土元素Sm，Cu本身是母材成分，Sm可以起到變質(zhì)和細(xì)化晶粒的作用，改善了銅的機械性和加工性。添加稀土元素Ce提高釬焊接頭的蠕變斷裂壽命，細(xì)化釬料組織。
有益效果：相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明的顯著優(yōu)點為該釬料的流動性好，對母材潤濕性好，且與鋁和銅的結(jié)合性能佳，抗拉強度較高，能夠有效減小釬焊時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；本發(fā)明釬料的釬焊溫度在380～420℃，釬料熔化溫度較之前的硬釬料，釬焊溫度大大降低，釬料熔化均勻；尤其是加入稀土元素Sm、Ce，顯著提高了潤濕面積，控制界面冶金反應(yīng)，顯著改善接頭力學(xué)性能。
(2)采用本發(fā)明的釬料連接工藝穩(wěn)定可靠，利用真空釬焊連接，構(gòu)件在加熱過程中處于真空狀態(tài)，整個構(gòu)件無變形，無微觀裂紋、氣孔和夾雜等缺陷，其表面潤濕鋪展較好，釬料與基體母材充分形成固溶冶金反應(yīng)，組織細(xì)粒，充分填充釬縫，提高了接頭的整體強度，以及擁有良好的塑性變形能力，因而能獲得更為穩(wěn)定可靠的連接接頭。
(3)本發(fā)明獲得的釬料制備方法和釬焊工藝簡單，實施方便快捷，釬料的制備以及釬焊工藝可重復(fù)再現(xiàn)，真空釬焊過程無須添加釬劑以及保護措施，便于廣泛的推廣與應(yīng)用。
具體實施方式
實施例1
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni2.0％，Cu3.0％，Ga1.0％，In1.0％，Sm0.05％，Ce0.1％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在17℃溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為306MPa。
實施例2
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni1.5％，Cu4.0％，Ga3.0％，In2.5％，Sm0.1％，Ce0.15％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在20℃左右的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為322MPa。
實施例3
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni1.0％，Cu2.0％，Ga2.5％，In2.0％，Sm0.1％，Ce0.2％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在20℃左右的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為330MPa。
實施例4
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni0.5％，Cu0.1％，Ga0.5％，In0.5％，Sm0.5％，Ce0.4％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在20℃的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為320MPa。
實施例5
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni3.0％，Cu0.5％，Ga4.0％，In3.0％，Sm0.3％，Ce0.3％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在21℃的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為318MPa。
實施例6
釬料的成分及質(zhì)量百分比配比為：Ni2.5％，Cu1.0％，Ga5.0％，In4.0％，Sm0.2％，Ce0.5％，余量為Zn。
上述一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的制備方法，
包括以下步驟：
1)按質(zhì)量百分比稱取高純度的Ga顆粒、In顆粒、Cu片、Ni片、稀土Ce、Sm制得混合物，放入加有丙酮的容器中，在23℃的溫度下進(jìn)行超聲清洗15～20min；
2)將步驟1超聲清洗后的混合物在30～50℃的溫度下烘干，得到干燥的混合物；
3)將混合物和Zn采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備成分均勻的釬料母合金，將制備出的母合金碾碎后，裝入高真空單輥甩帶機的石英玻璃管內(nèi)；
4)將石英玻璃管夾裝在甩帶機的電感應(yīng)加熱圈中，并將其噴嘴至銅輥表面間距調(diào)整為180～200μm；
5)關(guān)閉爐門，采用機械泵抽真空至1.5×10-3Pa，然后采用分子泵抽高真空，高真空度不低于9×10-5Pa，然后腔體充滿高純Ar氣至200～230mbar；
6)開啟電機，使銅輥轉(zhuǎn)速30～33m/s的范圍內(nèi)，再開啟高頻電源，將石英玻璃管內(nèi)的母合金高頻感應(yīng)加熱至完全均勻熔融后，保溫過熱熔體70s～80s；
7)將Ar氣氣壓調(diào)制P＝50KPa左右，用高壓氬氣將石英玻璃內(nèi)的過熱熔體連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥表面，液態(tài)金屬受到急冷而成箔帶狀，從而得到釬料箔片帶，厚度為50～80μm。
一種用于釬焊鋁和銅的高溫Zn基軟釬料的釬焊工藝，包括以下步驟：
(1)準(zhǔn)備階段：對待釬焊的鋁和銅試樣端面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，用金相砂紙進(jìn)行研磨光滑，將鋁和銅及釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗15～20min，并進(jìn)行烘干處理；
(2)裝配階段：將清洗后的釬料箔片置于銅片和鋁片待焊表面之間，并緊貼裝配于專用釬焊夾具中，確保連接的精度，在夾具上放置額定質(zhì)量的壓頭，產(chǎn)生0.04～0.06MPa的恒定垂直壓力；
(3)釬焊連接階段：將裝配好的夾具整體置于真空度不低于1.5×10-3Pa的釬焊設(shè)備中，以6～10℃/min的速率升溫至380～420℃，保溫15～20min，隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。
結(jié)果：釬焊獲得的連接接頭形成良好，金相觀察發(fā)現(xiàn)釬焊區(qū)形成致密的界面結(jié)合，合金成分分布均勻，室溫抗拉強度為324MPa。
實施例7
設(shè)計3組對比例，基本步驟與實施例3相同，不同之處在于原料含量不同，具體為：
對比例1的組分含量：Ni1.0％，Cu2.0％，Ga2.5％，In2.0％，Sm0％，Ce0.2％，余量為Zn。
對比例2的組分含量：Ni1.0％，Cu2.0％，Ga2.5％，In2.0％，Sm0.1％，Ce0％，余量為Zn。
對比例3的組分含量：Ni1.0％，Cu2.0％，Ga2.5％，In2.0％，Sm0.3％，Ce0.3％，余量為Zn。
將實施例1-3和7制得的焊接接頭進(jìn)行性能檢測，獲得的試驗結(jié)果如表1所示。
表1制得的焊接接頭的性能對照表
由表1可知，實施例1-3制得的釬焊接頭微觀結(jié)構(gòu)致密，均勻分布，連接界面明顯，抗拉強度在306～330MPa之間，由此可知本發(fā)明用于鋁和銅的釬焊材料具備良好的附著力和潤濕性能，且釬焊接頭結(jié)合強度高。對比例1～3是在最優(yōu)設(shè)計實施例3的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，對比例1和2說明稀土Sm和稀土Ce的缺少明顯降低接頭性能，因為適量的稀土元素有利于細(xì)化組織，提高性能。對比例3說明稀土元素過高，容易出現(xiàn)稀土脆性相，造成釬料潤濕性和接頭強度的降低。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。