汽車焊接電極材料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車焊接電極材料的制備方法，按質量百分數，包括Cr0.4?0.8%、Zr0.15?0.24%、Al0.25?3%、Ti0.3?0.5%、Gd0.005?0.008%、余量Cu。本發明通過添加有益金屬，提高了Cu、Al、Zr、Cr合金的物理性能以及使用壽命；結合創造性的熔煉工藝、兩次保溫處理，特別是采用新的淬火液，得到了性能優異的電極材料；滿足在汽車車身材質逐步由鋼板轉變為鋁合金的趨勢下，使用超高電流、高溫、不粘連的焊接要求，取得了意想不到的技術效果。
【專利說明】
汽車焊接電極材料的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及汽車焊接用電極材料技術領域，尤其涉及一種以銅為原料，添加其他金屬來制作用于汽車車身汽車焊接電極材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]在很多產業中，電阻點焊用來將兩個金屬工件結合到一起。例如汽車工業在制造過程，經常使用電阻點焊以將預制的金屬工件結合到一起。一對相對的焊接電極通常在預定焊接位置被夾持在工件的相對側上的對齊點上，瞬時電流通過工件從一個焊接電極流向另一個焊接電極，該電流流動的電阻在工件內和結合界面處產生熱量，產生的熱量開始熔融焊池，潤濕鋼工件的相鄰表面，并且由于電流流動的中斷，凝固成焊點熔核，在兩個金屬工件之間形成全部的或部分的焊接接頭。多個單獨的焊點沿著金屬工件的外圍區域或連接區域形成，以保證汽車配件結構良好。為了將重量更輕的材料引入汽車平臺，汽車生產需要通過電阻點焊將鋼工件與鋁或鋁合金工件結合。
[0003]現有鉻鋯銅電極材料按IS05182-99標準組織生產，按該標準所選材料首先經過真空爐或電爐熔煉制成一定規格的坯錠，然后通過鍛造或者熱擠壓、固溶處理、在經過冷拔和真空退火(或有氧退火)，最后制成用戶具體需要的各種規格電極產品。這樣加工的電極產品的主要理化性能為:硬度一般在HRB78-82、導電率在MS/m43-44、軟化溫度在475°C。然而由于汽車生產廠家為了提高汽車質量和能耗的要求，越來越注重使用輕質材料(鋁合金)替代原來的中厚板、鍍復層鋼板，導致選用上述方法制作的電極產品用于汽車車身鋁合金板的焊接，常常會出現焊接過程中的“粘連”問題，而且電極產品的使用壽命也較短，無法滿足工業化。有研究者以Zn、Al、Cu等作為原料生產了一種銅合金，但是制備時需要經過兩次熔鑄，增加了步驟、不可控性和成本，并且重熔后澆鑄成4_厚的片狀再切割，無法滿足汽車生產企業焊接材料的需求。
汽車輕量化要求下，使用的材質逐步由厚鋼板逐步轉變成以鋁合金為主的輕質材料，對于焊接材料的焊接性能也提出相應的要求。現有技術提供的焊接電極合金材料無法滿足汽車生產廠家以鋁合金為材料的汽車生產材料的焊接技術要求;而且制備需要兩次熔鑄，增加工步序增大了生產成本和不可控性，并且重熔后澆鑄成4_厚片狀，無法滿足電極材料制作要求。因此需要研發新的焊接電極材料，提高焊接材料的耐高溫、耐高壓的物理性能，滿足鋁合金板材在焊接過程中使用超高電流、高溫、不粘連的焊接要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種汽車焊接電極材料的制備方法，其結合金屬合成技術與熔煉工藝，得到適用于輕質鋁合金車身焊接的電極材料。
[0005]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種汽車焊接電極材料的制備方法，包括以下步驟:
(I)將Cu、Al、Zr、Cr混合后加入電爐，于1350?1400 °C熔煉，得到銅合金液;調整合金銅液的溫度為11OO?1200 °C，加入Ti以及Gd，得到合金熔液；
(2 )于1150?1200 °C下，將步驟(I)的合金熔液出爐，空氣冷卻得到鑄錠;然后將鑄錠于850?900°C下保溫4小時;然后立即置入淬火液中；
(3)將步驟(2)淬火后的鑄錠進行冷擠壓處理得到棒材;然后將棒材加工為電極;最后將電極于440?460°C下保溫4小時，空氣冷卻得到汽車焊接電極材料。
[0006]上述汽車焊接電極材料，按質量百分數，包括以下金屬:
Cr 0.4-0.8%
Zr 0.15-0.24%
Al 0.25-3%
Ti 0.3-0.5%
Gd 0.005-0.008%
Cu 余量。
[0007]本發明中，采用真空感應電爐熔煉金屬;采用真空時效保溫爐進行保溫處理。
[0008]本發明中，步驟(2)中，所述淬火液包括水、鹽以及冰塊;所述淬火液的波美濃度為9?13°C。淬火的目的主要是為了提高材料的硬度及耐磨性，能夠更好的符合汽車生產領域焊接材料的硬度要求，提升合金材料的機械性能。控制淬火液的波美濃度，是為了保證合金材料的冷卻快，提升合金材料的機械性能最佳工藝技術要求。
[0009]本發明中，淬火液的鹽包括氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽中的一種或幾種;結晶磷酸氫二鈉為十二水磷酸氫二鈉、十水磷酸氫二鈉、六水磷酸氫二鈉中的一種;銨鹽為硫酸銨、氯化銨或者磷酸銨。優選鹽為氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽的混合物，其中氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽的質量比為1:0.4:0.2。淬火工藝是金屬熔煉過程中十分重要的一環，高溫的金屬驟然遇到低溫，內部形態以及分子結合力受到極大沖擊，從而影響金屬的性能，因此淬火液成分相當重要，并不是用冰水保持低溫就能改善淬火金屬的性能，很多金屬加工廠家的技術秘密或者技術訣竅就是在淬火部分，看似簡單，實則包含很多細微變化，最基本的就是高溫金屬接觸淬火液后，如何保證淬火液成分不破壞金屬液體界面，還有其他很多微小點，恰恰這些地方都會對金屬性能產生極大影響，誰都不想得到內部微裂紋的合金；本發明配置了氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽的混合物作為淬火液主要活性成分，淬火后的合金具有極強的防粘性能，特別是，合金金屬極易加工成型。
[0010]優選的，本發明淬火液還包括質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體;將丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、異構十三醇聚氧乙烯醚、N，N-二正丁基二硫代氨基甲酸銅和水混合，并充分攪拌成乳液;然后滴加質量分數為10%的過硫酸銨水溶液;于75°C反應1.5?2小時，制得預聚體。優選丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、異構十三醇聚氧乙烯醚、N，N-二正丁基二硫代氨基甲酸銅的質量比為100:35:45:25:15:8;這是本發明的獨創，與高分子專家請教，得到了這個方案。丙烯酸預聚體的存在一方面對維持淬火液溫度、鹽度均勻性有利，另一方面可以吸附淬火產生的雜質，避免雜質顆粒吸附在合金界面，對提高合金的純凈性很有幫助，從而在后續冷擠壓過程中，不會對很薄的合金片材產生內部損傷，保證最終產品性能。
[0011]保溫的鑄錠立即置入淬火液中的具體操作方式為現有技術，本領域技術人員根據鑄錠大小等因素選擇;本發明限定在保溫后的鑄錠置入淬火液后，淬火液的溫度保持低于40 °C。淬火液保持溫度在40 °C以下，能夠有效控制水溫升高造成的淬火冷卻度不夠帶來的機械性能的下降，從而影響產品的質量及使用壽命。立即淬火即從時效保溫爐內在額定溫度條件下從保溫爐內取出到置于淬火液中的時間控制在10秒以內，保證合金材料能夠達到快速淬火的目的，從合金進入淬火液至取出合金時間保持在60±5分鐘左右。立即淬火的優點在于:合金能夠迅速進入淬火液，保證合金的晶粒均勻、成份元素不燒損;保持淬火時間在60±5分鐘左右，保證合金淬火徹底，避免外圍冷卻徹底內部依舊是合金溶液的情況出現，從而造成后續工藝過程的無法正常開展或造成產品質量、性能問題。
[0012]本發明中，步驟(3)中，冷擠壓處理時的壓力為1200MPa。冷擠壓處理是的壓力為1200MPa，其優點在于:能夠一次成型達到合理的冷擠壓壓縮比。避免因為壓力過大或過小造成冷擠壓比壓縮比的縮小或擴大，從而影響合金材料的晶粒分布、合金材料的硬度問題。
[0013]本發明中，Cu為高純電解銅，純度為99.98%; Zr為金屬顆粒，純度98.5%; Cr為金屬顆粒，純度99.5%; Al為高純度電解鋁;Ti為純金屬顆粒;Gd為純金屬顆粒。使用高純度金屬元素，能夠有效的避免有害雜質的摻入，避免有益元素的合金化或氧化，保證所有合金產品內的金屬元素均為純金屬元素。
[0014]本發明以Cu、Al、Zr、Cr為主要原料，添加有益金屬Ti以及Gd，增強了銅合金基體的軟化溫度、抗拉強度、屈服強度，改善合金的化合物相，細化基體合金組織，提高合金的延伸率、延長合金的使用壽命，強化焊接電極的耐高溫、耐高壓性能，滿足在汽車車身材質逐步由鋼板轉變為鋁合金的趨勢下，使用超高電流、高溫、不粘連的焊接要求，解決了現有焊接電極對鋁板易粘接、使用壽命短的缺陷。
[0015]本發明改變現有一次性添加所有配料的工藝，創造性的在不同溫度下分兩次添加原料，解決了熔煉溫度不同造成的元素燒損，避免氧化現象發生，特別避免了由于熔煉溫差導致的有害元素的出現;并通過兩次保溫處理，提升合金的理化性能;制備的電極材料的硬度達到HRB87、導電率MS/m43、軟化溫度660°C、抗拉強度MPa455、延伸率17%、屈服強度MPa345;取得了意想不到的技術效果。
[0016]本發明通過添加有益金屬，提高了Cu、Al、Zr、Cr合金的物理性能以及使用壽命;結合創造性的熔煉工藝、兩次保溫處理，得到了性能優異的電極材料;有效解決了現有電極材料焊接鋁合金板材時，因大電流、高溫、高壓帶來的焊接材料軟化、變形、粘連的問題，提升了產品的性能;有效的解決了多次重熔帶來的不確定因素和成本的增加，降低生產成本和保證合金質量百分比的收得率，提高成品率;特別是在淬火過程采用丙烯酸聚合物，保證萃取液穩定，及時除去雜質，保證合金不受污染;滿足在汽車車身材質逐步由鋼板轉變為鋁合金的趨勢下，使用超高電流、高溫、不粘連的焊接要求，取得了意想不到的技術效果。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明作進一步描述:
本實施例中，所有原料均為市購，Cu為高純電解銅，純度為99.98%; Zr為金屬顆粒，純度98.5%; Cr為金屬顆粒，純度99.5%; Al為高純度電解鋁;Ti為純金屬顆粒;Gd為純金屬顆粒。
[0018]合成例
將200g丙烯酸丁酯、70g苯乙烯、90g丙烯酸、50gN-羥甲基丙烯酰胺、30g異構十三醇聚氧乙烯醚、16gN，N-二正丁基二硫代氨基甲酸銅和100g水混合，并充分攪拌成乳液;然后滴加10g質量分數為10%的過硫酸銨水溶液;于75°C反應100分鐘，制得丙烯酸預聚體。
[0019]實施例一
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.8%
Zr 0.15%
Al 3%
Ti 0.3%
Gd 0.008%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1395°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液;再將銅合金溶液稍加冷卻至1200°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液;再將完整的合金溶液在1195°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻;將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在860°C，保溫4小時;再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括氯化鈉、水、冰)的濃度控制在波美I TC，冷卻液溫度控制在38 °C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成?15mm*1000mm的電極元棒。再將?15mm*1000mm的電極元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在455°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料;再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到H R B 8 4、導電率M S / m 41、軟化溫度6 5 O °C、抗拉強度MPa435、延伸率14%、屈服強度MPa335;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0020]實施例二
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.4%
Zr 0.15%
Al 3%
Ti 0.5%
Gd 0.005%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1170°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括氯化鈉、水、冰)的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32 0C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm*1000mm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB84、導電率MS/m41、軟化溫度645°C、抗拉強度MPa440、延伸率14%、屈服強度MPa335;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0021 ] 實施例三
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.8%
Zr 0.24%
Al 3%
Ti 0.5%
Gd 0.008%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1160°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括氯化鈉、十二水磷酸氫二鈉、水、冰)淬火液的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32°C。銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm* I OOOmm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品，硬度達到HRB84、導電率MS/m42、軟化溫度650°C、抗拉強度MPa435、延伸率14%、屈服強度MPa335;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0022]實施例四
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.4%
Zr 0.15%
Al 0.25%
Ti 0.3%
Gd 0.005%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1395°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液;再將銅合金溶液稍加冷卻至1200°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液;再將完整的合金溶液在1155°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻;將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在860°C，保溫4小時;再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括質量比為1:0.4:0.2的氯化鈉、十二水磷酸氫二鈉、硫酸銨，水、冰，質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體)的濃度控制在波美110C，冷卻液溫度控制在380C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成?15mm*1000mm的電極元棒。再將?15mm*1000mm的電極元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將步驟(9)的電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在455°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB86、導電率MS/m41、軟化溫度650°C、抗拉強度MPa450、延伸率16%、屈服強度MPa340;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0023]實施例五
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.7%
Zr 0.18%
Al 0.28%
Ti 0.35%
Gd 0.006%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1180°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括質量比為1:0.4:0.2的氯化鈉、十水磷酸氫二鈉、氯化銨，水、冰，質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體)的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32°C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm*1000mm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB87、導電率MS/m43、軟化溫度645°C、抗拉強度MPa445、延伸率17%、屈服強度MPa345;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0024]實施例六
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.5%
Zr 0.18%
Al 0.28%
Ti 0.4%
Gd 0.006%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1180°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括質量比為1:0.4:0.2的氯化鈉、十水磷酸氫二鈉、磷酸銨，水、冰，質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體)的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32°C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm*1000mm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB86、導電率MS/m43、軟化溫度655°C、抗拉強度MPa455、延伸率16%、屈服強度MPa345;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0025]實施例七
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.6%
Zr 0.2%
Al 0.28%
Ti 0.4%
Gd 0.007%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1180°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括質量比為1:0.4:0.2的氯化鈉、十水磷酸氫二鈉、磷酸銨，水、冰，質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體)的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32°C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm*1000mm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB87、導電率MS/m42、軟化溫度660 °C、抗拉強度MPa455、延伸率17%、屈服強度MPa345;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0026]實施例八
汽車焊接電極材料包括以下金屬:
Cr 0.6%
Zr 0.2%
Al 0.28%
Ti 0.4%
Gd 0.006%
Cu 余量
按照1305182-99標準的要求組織生產，先按質量百分比將2匕0^1、(:11混合放入真空熔煉爐當中熔煉，于1380°C的恒溫下熔煉，充分攪拌，得到銅合金液。再將銅合金溶液稍加冷卻至1180°C的溫度下加入金屬T1、Gd，充分攪拌，得到完整的合金溶液。再將完整的合金溶液在1180°C的溫度下，通過連鑄裝置澆成一定規格的銅錠，空氣冷卻。將銅錠放入保溫爐中時效保溫處理，保溫爐溫度控制在890°C，保溫4小時。再將經過時效保溫處理的銅錠快速淬火處理，快速淬火的時間控制在8秒左右。淬火液(包括質量比為1:0.4:0.2的氯化鈉、十水磷酸氫二鈉、磷酸銨，水、冰，質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體)的濃度控制在波美13°C，冷卻液溫度控制在32°C ο銅錠在淬火液中保留I小時，充分冷卻。從淬火液取出銅錠。再將銅錠放入1200T擠壓機冷擠壓成15mm*35mm*1000mm的電極扁排，再將額定規格的元棒機加工至客戶需求的電極產品。再將電極產品再次放入時效保溫爐內進行時效處理，爐溫控制在440°C，保溫4小時取出，得到一種鋁合金板用焊接電極材料，再進行表面氧化表皮的處理，成為成品；硬度達到HRB87、導電率MS/m43、軟化溫度660 °C、抗拉強度MPa455、延伸率17%、屈服強度MPa345;經過抽檢、全檢合格后入庫待售。
[0027]經過測試，上述制備的電極材料的硬度達到HRB87、導電率MS/m43、軟化溫度660°C、抗拉強度MPa455、延伸率17%、屈服強度MPa345;尤其是焊接不粘連，取得了意想不到的技術效果。
【主權項】
1.一種汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將Cu、Al、Zr、Cr混合后加入電爐，于1350?1400°C熔煉，得到銅合金液;調整合金銅液的溫度為1100?1200 °C，加入Ti以及Gd，得到合金熔液； (2)于1150?1200°C下，將步驟(I)的合金熔液出爐，空氣冷卻得到鑄錠;然后將鑄錠于850?900°C下保溫4小時;然后立即置入淬火液中； (3)將步驟(2)淬火后的鑄錠進行冷擠壓處理得到棒材;然后將棒材加工為電極;最后將電極于440?460°C下保溫4小時，空氣冷卻得到汽車焊接電極材料。2.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于，按質量百分數，汽車焊接電極材料包括以下金屬: Cr 0.4-0.8% Zr 0.15-0.24% Al 0.25-3% Ti 0.3-0.5% Gd 0.005-0.008% Cu 余量。3.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:采用真空感應電爐熔煉金屬;采用真空時效保溫爐進行保溫處理。4.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述淬火液包括水、鹽以及冰塊;所述淬火液的波美濃度為9?13 °C ;在保溫后的鑄錠置入淬火液后，淬火液的溫度保持低于40°C;步驟(3)中，冷擠壓處理時的壓力為1200MPa。5.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:所述鹽包括氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽中的一種或幾種;所述結晶磷酸氫二鈉為十二水磷酸氫二鈉、十水磷酸氫二鈉、六水磷酸氫二鈉中的一種;所述銨鹽為硫酸銨、氯化銨或者磷酸銨。6.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:所述鹽為氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽的混合物，其中氯化鈉、結晶磷酸氫二鈉、銨鹽的質量比為1: 0.4:0.2。7.根據權利要求4所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:所述淬火液還包括質量濃度為0.6%的丙烯酸預聚體。8.根據權利要求7所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:將丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、異構十三醇聚氧乙烯醚、N，N-二正丁基二硫代氨基甲酸銅和水混合，并充分攪拌成乳液;然后滴加質量分數為10%的過硫酸銨水溶液;于75°C反應1.5?2小時，制得丙稀酸預聚體。9.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、異構十三醇聚氧乙烯醚、N，N-二正丁基二硫代氨基甲酸銅的質量比為 100:35:45:25:15:8。10.根據權利要求1所述汽車焊接電極材料的制備方法，其特征在于:Cu為高純電解銅，純度為99.98%; Zr為金屬顆粒，純度98.5%; Cr為金屬顆粒，純度99.5%; Al為高純度電解鋁；Ti為純金屬顆粒;Gd為純金屬顆粒。
【文檔編號】B23K35/22GK106001977SQ201610407129
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】譚俊鋒, 曾華
【申請人】常熟明輝焊接器材有限公司