本发明涉及钎焊，具体涉及一种烧结型预成形钎料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料，加热时钎料熔化，并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内，而母材处于固态，依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小，焊接应力和变形较小，可焊接性能差别较大的异种金属，能同时完成多条焊缝，接头外表美观整齐，设备简单，生产投资小。
2、钎焊时使用金属连接材料称为钎料。钎料一般按其液相线温度的高低分为两大类，通常把液相线温度低于450℃的钎料称为软钎料，液相线温度高于450℃的钎料称为硬钎料。根据组成钎料的基体元素，又可以划分成铋基、铟基、锡基、铅基、锑基和锌基钎料，以上几种又称软钎料；以及铝基、银基、铜基、锰基、镍基和钯基钎料，这些又称硬钎料。通常钎料应具有良好的流动性、成分均匀、熔程区间小以及钎焊接头强度好等性能。此外，钎料的熔点是钎料的一个重要的物理性能。钎料的熔点指的是钎料在此温度时完全液化，该温度也称液相线温度。除纯金属和共晶合金的钎料外，大多数钎料从开始熔化到完全液化都有一个相应的间隔。钎焊时，一般选用钎料熔点比钎焊金属熔点低几十度或更多，否则钎焊过程难以控制，容易产生钎焊金属晶粒长大、过烧，甚至局部熔化。在诸多钎料种类中，铝合金因其具有良好的导热导电和耐腐蚀性能，在连接件中得到了越来越广泛的应用。
3、然而目前用来钎焊铝合金的铝基钎料，比如常用的铝硅钎料熔点为577℃，而钎焊温度通常需要比钎料熔点高25℃，即钎焊温度至少需要600℃。钎焊温度过高，并且其与铝合金的熔点接近，这样在加热铝基钎料和铝合金连接件以使铝基钎料熔化从而钎焊铝合金连接件时，由于温度过高极易造成铝合金连接件的其他不耐热部位过热而产生损坏，而且能耗高。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种烧结型预成形钎料及其制备方法和应用。本发明提供的烧结型预成形钎料可以在较低的温度下引发局部钎焊，以解决目前利用铝基钎料来钎焊铝合金连接件的其他不耐热部位时容易过热损坏的问题，并且在保证钎焊强度的前提下，进一步降低钎焊温度。
2、为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种烧结型预成形钎料，包括镁膜以及附着于镁膜同一侧上的铝粉、氧化铜粉和镍粉，以及附着于镁膜另一侧的铝钎剂。
4、进一步的，所述镍粉的质量为烧结型预成形钎料总质量的1.7％-2.7％。
5、进一步的，所述铝粉的质量与氧化铜粉的质量之比≥9：40。
6、铝与氧化铜发生完全反应的质量之比为9：40，而铝和氧化铜反应生成的铜和镍又是无限固溶的，这对钎焊是有利的。而且如果反应后存在多余的铝，其又能和镍形成金属间化合物，进一步有利于钎焊，因此需要保证参与反应的铝足量，即本发明中铝粉的质量与氧化铜粉的质量之比应≥9：40。
7、进一步的，所述铝粉的质量为m1，所述氧化铜粉的质量为m2，所述镍粉的质量为m3，其中(m1-9m2/40)：m3＝(6～10)：1。
8、镍与铝反应可以形成镍铝合金，抗老化性能优异，有利于提升焊点的强度。但是镍的熔点较高，如果镍粉的添加量太大，容易造成部分镍不能完全与铝和铜有效熔合；但是镍粉的添加量太小，则不能起到提升焊点强度的效果。因此，本发明中铝粉的质量m1、氧化铜粉的质量m2、镍粉的质量m3应符合(m1-9m2/40)：m3＝(6～10)：1的关系。
9、进一步的，所述铝粉和氧化铜粉的粒径为10μm～50μm，所述镍粉的粒径为200nm～800nm。
10、铝粉粒径越小，比表面积越大，越容易氧化；另外铝粉和氧化铜粉的粒径越小，制造成本越高；但是粒径太大，不利于粉末的充分混合，不利于钎焊时铝热反应的充分进行，也不利于铝、铜和镍的充分接触以形成金属间化合物或固溶体从而实现钎焊连接。镍的熔点较高，若保证镍能与铝和铜充分熔合，需要镍粉的粒径尽可能小，但是镍粉的粒径越小，比表面积越大，越容易氧化，而且粒径越小，制粉成本也高，因此本发明中铝粉、氧化铜粉的粒径选择为10μm～50μm，镍粉的粒径为200nm～800nm。在该范围内的粉末粒径，既可以节约成本，又可以保证粉末充分混合实现良好钎焊。
11、进一步的，所述镁膜的厚度为烧结型预成形钎料总厚度的1/25～1/20，镁膜的质量为烧结型预成形钎料总质量的1.5％-1.9％。镁燃点低，只有约490℃，钎焊时以较低的温度引燃镁膜所产生的热量，使得铝粉与氧化铜粉产生铝热反应，铝热反应放出的高温又进一步使得一部分铝粉与镍粉发生铝热反应生成的铜，形成金属间化合物或固溶体，达到钎焊连接的目的。镁膜如果太薄，则镁含量太少，产生的热量不足以引发铝热反应；镁膜如果太厚，则镁含量太多，引燃后产生的氧化镁渣会过多，影响钎焊质量。因此，本发明中镁膜的厚度选择为烧结型预成形钎料总厚度(不含铝钎剂部分)的1/25～1/20，镁膜的质量为烧结型预成形钎料总质量的1.5％-1.9％。
12、进一步的，所述烧结型预成形钎料中，未附着有铝粉、氧化铜粉和镍粉的镁膜一侧涂覆有铝钎剂。铝钎剂可以破除铝件表面的氧化膜，并可将钎焊过程中产生的氧化渣推到焊缝周围，还可增加铝粉的活性，保证焊缝的钎焊质量。
13、优选的，所述铝钎剂为氟铝酸盐铝钎剂。
14、更优选的，所述铝钎剂为氟铝酸铯铝钎剂或氟铝酸钾铝钎剂，含量为烧结型预成形钎料总质量的2％-8％。如果钎剂含量太少，去除铝件表面氧化膜的效果不佳；如果钎剂含量太多，则钎焊后钎剂残留过多，影响钎焊效果和外观。因此，本发明中铝钎剂含量为烧结型预成形钎料总质量的2％-8％。
15、第二方面，本发明提供一种烧结型预成形钎料的制备方法，包括以下步骤：
16、s1、将铝粉、氧化铜粉和镍粉混合均匀，得到混合粉末；
17、s2、将镁条轧制成所需厚度的镁膜，并裁剪成所需尺寸；
18、s3、将步骤s2制备的镁膜铺于压铸机中模具型腔内，然后将步骤s1制备的混合粉末置于模具型腔内的镁膜上，随后进行压铸，使得混合粉末压实于镁膜上，形成钎料压坯；
19、s4、将步骤s3制备的钎料压坯中未附有混合粉末的镁膜一侧涂覆上铝钎剂，形成烧结型预成形钎料。
20、第三方面，本发明提供上述烧结型预成形钎料或烧结型预成形钎料的制备方法在钎焊中的应用。
21、本发明的有益效果为：
22、(1)常用的铝硅钎料的钎焊温度高达600多℃，能耗高并且会由于温度过高造成铝合金连接件的其他不耐热部位过热损坏。本发明利用镁燃点低至490℃的优势，在钎焊时以较低的温度引燃镁膜，产生的热量使得铝粉与氧化铜粉产生铝热反应，铝热反应放出的高温又进一步使得部分铝粉与镍粉及铝热反应生成的铜形成金属间化合物或固溶体，从而达到钎焊连接的目的。因此，本发明只需要仅仅对焊缝施加低至约500℃的温度就可以达到钎焊铝合金连接件的目的；
23、(2)本发明未附着有铝粉、氧化铜粉和镍粉的镁膜一侧涂覆有铝钎剂，这样可以破除铝合金钎焊件表面的氧化膜，并可将钎焊过程中产生的氧化渣推到焊缝周围。此外还可增加铝粉的活性，进一步提升焊缝的钎焊质量。
1.一种烧结型预成形钎料，其特征在于，包括镁膜以及附着于镁膜同一侧上的铝粉、氧化铜粉和镍粉，以及附着于镁膜另一侧的铝钎剂。
2.根据权利要求1所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述镍粉的质量为烧结型预成形钎料总质量的1.7％-2.7％。
3.根据权利要求1所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述铝粉的质量为m1，所述氧化铜粉的质量为m2，所述镍粉的质量为m3，其中(m1-9m2/40)：m3＝(6～10)：1。
4.根据权利要求1所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述铝粉和氧化铜粉的粒径为10μm～50μm，所述镍粉的粒径为200nm～800nm。
5.根据权利要求1所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述镁膜的厚度为烧结型预成形钎料总厚度的1/25～1/20；镁膜的质量为烧结型预成形钎料总质量的1.5％-1.9％。
6.根据权利要求1所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述烧结型预成形钎料中，未附着有铝粉、氧化铜粉和镍粉的镁膜一侧涂覆有铝钎剂。
7.根据权利要求6所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述铝钎剂为氟铝酸盐铝钎剂。
8.根据权利要求7所述的烧结型预成形钎料，其特征在于，所述铝钎剂为氟铝酸铯铝钎剂或氟铝酸钾铝钎剂，含量为烧结型预成形钎料总质量的2％-8％。
9.权利要求1～8任意一项所述烧结型预成形钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求1～8任意一项所述烧结型预成形钎料或权利要求9所述烧结型预成形钎料的制备方法在钎焊中的应用。
