[發明專利]一種中溫低銫氟鋁酸鹽釬劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210176267.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102699577A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 黃繼華;羊浩;牛志偉;李莉;陳樹海
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

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技術領域

????本發明涉及一種中溫低銫氟鋁酸鹽釬劑及其制備方法，屬于鋁及鋁合金的釬焊材料領域。?

背景技術

鋁及鋁合金由于具有密度小，熱導率和電導率高等優點，在工業中被廣泛采用。釬焊相對于熔焊和壓焊具有焊接接頭變形和應力小，尺寸精度高等優點，是一種常用的鋁及鋁合金的連接技術。?

在鋁及鋁合金的火焰或爐中釬焊時，首先要選用合適的釬料和低熔點釬劑。釬焊過程中鋁釬劑先于釬料熔化，除去鋁及鋁合金表面致密的氧化膜并保護釬料不被高溫氧化，使釬料與母材潤濕、填充母材間隙形成牢固的接頭。所以，釬劑在鋁及鋁合金的火焰釬焊和爐中釬焊中起著十分重要的作用。由于釬劑的熔點要低于釬料和母材的熔點，為了滿足釬焊低熔點鋁合金的要求，低熔點釬劑的開發一直是國內外的研究熱點，也是限制釬焊技術在鋁合金生產中廣泛應用的難點之一。?

1986年，學者Suzuki?K提出了一種中溫不溶性釬劑CsF-AlF₃，釬劑的主要成分為氟鋁酸銫。該專利指出，此種釬劑的熔化溫度是440℃~480℃，專利保護的成分為，。該種釬劑有三大優點：（1）釬劑不吸潮，焊后殘渣無腐蝕性。解決了傳統氯化物釬劑吸潮、腐蝕性強的問題。（2）釬劑熔點較低，適焊鋁合金種類多。在該專利中CsF-AlF₃無腐蝕釬劑的熔化溫度為440℃~480℃，可以釬焊除2系列和7系列之外的大部分鋁合金。（3）火焰適應性好。該種釬劑的火焰適應性較常用的無腐蝕AlF3-KF（NOCOLOK）釬劑好，十分適合進行火焰釬焊。但是，CsF-AlF₃釬劑中的主要成分為貴金屬鹽CsF，釬劑價格昂貴，難以應用于大規模的工業生產。為了降低CsF-AlF₃釬劑中貴金屬鹽CsF的含量，很多學者在不斷進行新型釬劑的開發。?

2001年學者Chen?R對AlF3-KF-CsF三元相圖進行了研究，指出在AlF3-KF-CsF相圖的成分處，存在480℃左右的共晶點。相對于CsF-AlF₃釬劑，AlF3-KF-CsF釬劑中CsF含量大大降低，釬劑的主要成分為氟鋁酸鹽——氟鋁酸鉀和氟鋁酸銫。但是，即使采用AlF3-KF-CsF相圖中共晶點成分作為釬劑的成分，釬劑中貴金屬鹽CsF的含量仍舊偏高（32wt%），價格依然比較昂貴。?

2009年，中南大學賀軍四在其碩士畢業論文《氟鋁酸銫-氟鋁酸鉀釬劑的合成》中，根據學者Chen?R繪制的相圖，用化學法制備出了CsF摩爾百分比為18%的AlF3-KF-CsF釬劑，熔點在520℃左右，但經過換算，釬劑中CsF的質量百分比仍在30%左右。?

2003年，Hu?Jia，Zhang?Qiyun等學者還對AlF3–KF–KCl三元系相圖的研究，指出該三元體系有溫度為534℃的共晶點。與AlF3-KF-CsF體系相比，該體系不含貴重金屬銫，因此可以很大程度上節約釬劑的成本，但該共晶點的熔點（534℃）較高，適合焊接的鋁合金種類有限。?

上世紀80年代，有學者提出AlF₃-RbF、AlF₃-InF、和AlF₃-BeF釬劑，該類釬劑存在溫度較低（480℃左右）的成分點，但?RbF、?InF和BeF（劇毒）的價格較CsF的價格更高，釬劑更為昂貴，難以推廣使用。?

綜上所述，開發一種無腐蝕、熔點較低且貴金屬鹽CsF含量較低的新型氟鋁酸鹽釬劑對鋁和鋁合金釬焊技術的發展有著重要意義，并具有巨大的經濟價值。?

發明內容

????本發明目的是要解決在低熔點、無腐蝕性CsF-AlF₃釬劑中，貴金屬鹽CsF的含量較高，釬劑的價格昂貴，無法實現大規模的工業應用的技術問題。提出一種中溫低銫氟鋁酸鹽釬劑，釬劑中CsF含量不超過20wt%，熔點為490℃~521℃，釬劑不吸潮、無腐蝕性，且適合進行火焰釬焊。?

本發明是通過以下措施實現的：?

本發明釬劑由三氟化鋁、氟化鉀、氟化銫和氯化鉀或溴化鉀的一種或兩種所組成，其具體成分的質量百分比為：三氟化鋁32~42%、氟化鉀28~36%、氟化銫1~20%，氯化鉀或氟化鉀中的一種或兩種17~22%。

本發明提出的中溫低銫氟鋁酸鹽釬劑的制備方法有二種：?