[發(fā)明專利]含鎂鋁合金釬焊用無腐蝕氟化物釬劑及其制備方法

無效

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• 申請日: 2002-07-05
• 公開（公告）號: CN1390673A
• 公開（公告）日: 2003-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單際國;任家烈
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于釬焊材料領(lǐng)域，特別涉及含鎂鋁合金釬焊所采用的無腐蝕釬劑及其制備方法。

背景技術(shù)

含鎂鋁合金主要有LF系列防銹鋁、LY系列硬鋁、LC系列超硬鋁、LD系列鍛鋁和ZL系列鑄造鋁合金，在鋁合金中占很大的比例。由于它們比重小、導熱導電性高，在近代工業(yè)材料中占有重要地位。在航空航天、電子、冶金、機械制造和輕工業(yè)等部門得到了廣泛的應(yīng)用。如Al-Mg系防銹鋁常用于航空煤油、汽油和潤滑油的容器和導管等焊件，硬鋁廣泛用于生產(chǎn)飛機蒙皮、螺旋槳葉片和火箭上的液體燃料箱等關(guān)鍵部件。因此，近二十年來，含鎂鋁合金的連接技術(shù)發(fā)展迅速，而精密又方便之連接方法首推釬焊。

鋁及鋁合金與其他金屬相比釬焊較困難，其原因在于鋁對氧的親和力極大，表面很容易生成一層致密且化學穩(wěn)定、熔點很高(2050℃)的Al₂O₃膜，頗難去除。含鎂鋁合金中由于鎂的存在，使母材表面氧化膜組成和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，以LF₂(5052或AM_r)為代表的含鎂鋁合金在500℃以上加熱時，氧化膜中的Mg和Si的含量大增，并有MgO和MgSi相出現(xiàn)。氧化膜的存在，增大了熔態(tài)釬料和母材之間的界面張力，阻礙著釬料和母材的潤濕和結(jié)合，成為釬焊時主要障礙之一。所以，釬焊含鎂鋁合金時不僅要去除Al₂O₃薄膜，還要去除因為鎂的存在而形成的MgO薄膜。使用傳統(tǒng)的氯化物釬劑釬焊鋁合金時，焊后需進行嚴格的清洗，清洗工作十分繁瑣，否則將因接頭嚴重的腐蝕導致結(jié)構(gòu)早期破壞，而且當含鎂量＞1.5％時，用氯化物釬劑釬焊比較困難。使用無腐蝕的諾克洛克(Nocolok)釬劑釬焊含鎂量＞0.5％的鋁合金時就非常困難。另外，由于采用諾克洛克(Nocolok)釬劑的釬焊溫度一般在590-610℃以上，高于絕大多數(shù)含鎂鋁合金的熔點及一些熱處理強化鋁合金的過燒溫度，導致釬焊接頭性能下降或釬焊失敗。因此，研究中溫(熔點低于500℃)無腐蝕釬劑對全面解決含鎂鋁合金釬焊時存在的過燒和腐蝕問題有著非常重要的意義。

國內(nèi)外現(xiàn)有的解決含鎂鋁合金釬焊存在的過燒和腐蝕問題的措施是嘗試采用CsF-AlF₃二元系熔鹽釬劑。我國有關(guān)單位曾在1982年報道了一定配比的CsF-AlF₃二元系熔鹽的熔點低于大多數(shù)含鎂鋁合金的過燒溫度，有希望作為含鎂鋁合金釬焊用無腐蝕釬劑，本發(fā)明申請者曾于1998年報道了該二元系熔鹽釬劑因無法去除含鎂鋁合金表面的氧化膜而不能用于含鎂鋁合金的釬焊。日本曾于1999年報道采用CsF-AlF₃的二元系熔鹽釬劑(摩爾比AlF₃∶CsF＝1.2)只有在配合Al-Zn釬料時方能解決含鎂鋁合金釬焊問題。但是，從釬焊溫度出發(fā)，與CsF-AlF₃釬劑能配合使用的Al-Zn釬料的含鋅量較高(大于10wt％)，含鋅的釬料由于鋅的蒸氣壓高而在釬焊過程中極易燒損，導致釬焊接頭的化學成分和性能下降，而且，釬縫中較高的含鋅量將嚴重惡化釬焊接頭的耐腐蝕性和韌性。另外，國內(nèi)外已有的報道均未涉及該二元系氟化物熔鹽釬劑的制備方法。因此，目前提出的釬劑或是因為所需釬焊溫度較高，或是需配合含Zn釬料使用，都不適合用于含鎂鋁合金的釬焊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種不需配合含Zn釬料使用，且釬焊溫度較低的用于含鎂鋁合金釬焊的釬劑。

本發(fā)明釬劑由氟化銫、三氟化鋁、二氟化鋅組成，其成分配比為氟化銫38～43％、三氟化鋁52～56％、二氟化鋅2～6％皆為重量比，該釬劑的熔點為450℃，釬焊溫度為460～500℃。

本發(fā)明提出的氟化物釬劑的制備方法包括以下步驟：

(1)將分析純CsF、AlF₃及ZnF₂粉末按配方比例秤出混合；

(2)將按步驟(1)所得混合粉末在鉑研缽中研磨，研磨過程中混合粉末先變成糊狀物，繼續(xù)研磨至糊狀物變?yōu)榘咨煞?，該白色干粉即為本發(fā)明釬劑。

本發(fā)明釬劑的工作原理為：