[發明專利]一種中溫無腐蝕鋁釬劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210176268.1
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102717207B
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 黃繼華;羊浩;李莉;牛志偉;陳樹海;王奇;李德華
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;珠海格力電器股份有限公司
• 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

技術領域

????本發明涉及一種中溫無腐蝕鋁釬劑及其制備方法，適用于鋁及鋁合金的火焰釬焊及爐中釬焊，屬于釬焊材料領域。

背景技術

鋁及鋁合金具有優良的物理、化學性能，良好的加工、表面處理和耐腐蝕性能，在航空航天、汽車、機械制造、電子、化工、輕工等領域獲得了廣泛的應用。而釬焊作為一種重要的材料連接技術，具有焊后工件熱應力小，變形小的優點，且適用于多縫多零件的一次性連接成形，一直是鋁及鋁合金零部件加工制造的常用工藝。但鋁及其合金的釬焊性較鋼、銅及銅合金的釬焊性差的多，原因在于鋁及其合金表面易形成一層極為致密的氧化膜。在火焰釬焊和爐中釬焊時，需要配合專用的鋁釬劑，以除去鋁及鋁合金表面的氧化膜。

1963年一篇荷蘭的專利首先提出了利用AlF₃-KF共晶鹽作為鋁用釬劑，其主要成分為KAlF₄。AlF₃-KF釬劑具有去氧化膜效果好、不潮解、無腐蝕、焊后不用清洗等優點。AlF₃-KF釬劑的出現，解決了部分傳統氯化物釬劑易潮解，焊后殘渣腐蝕性強的問題，很快被推廣采用。

但是，AlF₃-KF釬劑有一個很大的缺點——熔點偏高，AlF₃-KF共晶成分釬劑的理論熔點為558℃。由于釬焊中釬劑的熔點必須低于釬料的熔點，這樣釬劑才能先于釬料熔化，去除鋁表面氧化膜并保護釬料免于氧化。所以，AlF₃-KF釬劑目前只能配合熔點較高的Al-Si釬料（共晶成分熔點577℃）使用。基于釬焊溫度高于釬料熔點30℃~50℃的原則，這樣釬焊溫度就被抬高到600℃左右。但是，絕大多數鋁合金的熔點或過燒溫度低于600℃，所以在對這些熔點較低的鋁合金進行釬焊時，無法采用AlF₃-KF釬劑。目前，AlF₃-KF釬劑只適用于熔點較高的純鋁和3003等少數鋁合金的釬焊。而且，AlF₃-KF釬劑不太適合進行火焰釬焊，這是因為在火焰釬焊時，可燃氣體燃燒以后的廢氣主要是CO₂和水蒸氣，水蒸氣在高溫作用下使AlF₃-KF釬劑的主要成分KAlF₄水解，而使釬劑失效。

為了解決AlF₃-KF釬劑熔點較高的問題，從上世紀六十年代開始，眾多學者嘗試在AlF₃-KF二元釬劑中加入第三種組元，以降低AlF₃-KF釬劑的熔點。1964年，Thoma發表了KF-AlF₃-LiF系熔鹽相圖的報道，這個相圖指出組成為、、處為有一溫度為490℃的三元共晶點。Yamawaki根據Thoma的相圖申報了這個成分釬劑的專利保護。但經后續學者的反復實驗，證明Yamawaki的專利不可信，連同Thoma的相圖也被后來學者所質疑。

Hu?Jia，Zhang?Qiyun在《Thermochimica?Acta》，404（2003）3-7上發表的論文“Investigation?of?pseudo-ternary?system?AlF₃–KF–KCl”中論及AlF₃–KF–KCl三元系相圖的研究，發現在、的成分點處，?AlF3–KF–KCl三元體系有理論熔點為534℃的共晶點。但該文獻只是對此三元體系進行了理論研究，對該體系釬劑的潮解性，去除氧化膜的能力和釬劑的腐蝕性都沒有進行研究，且釬劑534℃的熔點也略高。

上世紀60年代，有學者提出CsF-AlF₃、AlF₃-KF-CsF、AlF₃-RbF、AlF₃-InF、和AlF₃-BeF釬劑，該類釬劑存在溫度較低（460℃左右）的成分點，但該類釬劑中都含有大量的貴金屬鹽，成本昂貴，根本無法大規模工業應用。

所以，研制一種熔點較低、不吸潮、無腐蝕性、價格低廉且適合用于火焰釬焊的新型鋁釬劑，對鋁及鋁合金釬焊技術的發展有重大的意義。

發明內容

????本發明為解決目前AlF₃-KF釬劑熔點過高，且不太適合于火焰釬焊的問題，提供了一種中溫無腐蝕鋁釬劑及其制備方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明是通過以下措施實現的：