[發(fā)明專利]釬焊含鎂鋁合金用的中溫無腐蝕釬劑及制備方法

有效

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• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104148827A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 肖兵;程方杰;趙海微;楊俊香;姚俊峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363;B23K35/40
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發(fā)明涉及釬焊材料領域，尤其是適合釬焊含鎂鋁合金用的中溫無腐蝕釬劑及制備方法。

背景技術

含鎂鋁合金主要有防銹鋁(LF系列)、硬鋁(LY系列)、鍛鋁(LD系列)等，它們由于比強度大、導電導熱性好廣泛應用于航空航天、汽車、船舶以及手機、電腦等電子產品。大量研究表明，鋁鎂合金在加熱過程中合金中的Mg從基體中脫離向表面擴散富集，在氧化膜最表層形成MgO層，尤其是當Mg含量大于2.0％的鋁合金釬焊時致密厚實的MgO膜極難去除，成為釬焊時的主要障礙。除此之外，由于大部分含鎂鋁鎂金固相線在550-600℃之間，為防止釬焊時產生過燒，要求釬焊溫度應控制在550℃以下的中溫范圍。

鋁釬劑的作用之一就是去除鋁及鋁合金表面的氧化膜，較早使用的鋁釬劑是氯化物釬劑，該釬劑易吸潮，腐蝕性強，焊后需要清理。AlF₃-KF釬劑無腐蝕性、不吸潮，但是該釬劑熔化溫度較高，熔化溫度為558℃，不適合鋁合金中溫釬焊。中國專利CN102727207A通過改變AlF₃和KF的比例，并通過添加KCl、LiF和NaF中的一種或兩種將釬劑的熔化溫度降低到了524-543℃，但釬劑操作溫度仍較高。專利101125398A通過向QF釬劑中添加0.3-1.0％ZnSiF₆提高了釬劑對6063鋁合金的去膜效果，但是該釬劑的熔化溫度為560℃，不適合中溫條件下的鋁釬焊。

對于中溫鋁釬焊而言，現公認的無腐蝕性釬劑是AlF₃-CsF二元系釬劑和AlF₃-CsF-KF三元系釬劑。但是此釬劑對含鎂鋁合金，尤其含鎂量高于2％的鋁合金活性很差，去膜困難，研制出適合去除其表面氧化膜的中溫釬劑是實現釬焊的關鍵所在。

發(fā)明內容

針對上述現有技術的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種釬焊含鎂鋁合金用的中溫釬劑及制備方法，以利于解決含鎂鋁合金氧化膜去除困難、釬焊性差的問題。

本發(fā)明采用的技術方案是提供一種釬焊含鎂鋁合金用的中溫釬劑，其中：AlF₃-CsF二元共晶成分釬劑基質和活性物質ZrF₄，所述釬劑各組分的質量百分比為：94％-97％的AlF₃-CsF二元共晶成分釬劑基質，3％-6％的ZrF₄。

同時提供一種釬焊含鎂鋁合金用的中溫釬劑的制備方法，包括以下步驟：

1)按所述質量百分比分別稱取AlF₃-CsF二元共晶成分釬劑基質的粉末和活性物質ZrF₄的粉末；

2)將步驟1)稱取的釬劑基質粉末放入盛有蒸餾水的塑料錐形瓶，在加熱型磁力攪拌器上水浴加熱15min，水溫保持在80-85℃；

3)將步驟1)中稱取的活性物質ZrF₄粉末倒入步驟2)溶液中，充分攪拌；

4)充分攪拌15min后將步驟3)的溶液倒入塑料皿中風干，研磨，即為釬焊含鎂鋁合金用的中溫釬劑；所述釬焊含鎂鋁合金用的中溫釬劑的熔點為475℃，釬焊時的釬焊溫度為510-520℃。

本發(fā)明的效果是：

1、本發(fā)明釬劑的熔點475℃，釬焊溫度510-520℃，可在低于550℃的中溫范圍施焊。

2、本發(fā)明通過在AlF₃-CsF二元釬劑基質添加活性物質ZrF₄，大大提高了釬劑的活性,可用于含鎂鋁合金的中溫釬焊，也可用于其它系列鋁合金釬焊。

3、本發(fā)明釬劑用于6061、5052、5083等含鎂鋁合金釬焊，得到的釬焊接頭成形良好，無氣孔和夾渣等缺陷。焊后釬劑殘留物與傳統(tǒng)氯化物釬劑相比具有不吸濕和無腐蝕性的特點；與熔點為558℃的AlF₃-KF氟化物釬劑相比熔點較低，可解決含鎂鋁合金釬焊時的過燒問題。

具體實施方式

結合實施例對本發(fā)明的含鎂鋁合金釬焊的無腐蝕中溫釬劑及制備方法加以說明。

本發(fā)明的含鎂鋁合金釬焊的無腐蝕中溫釬劑設計思想是：通過向含Cs鹽氟化物釬劑中添加了少量的活性物質ZrF₄提高釬劑的活性，使之適用于含鎂鋁合金的釬焊。釬劑的基質可以溶解鋁合金表面的Al₂O₃并使表面致密的氧化膜發(fā)生破裂，這時Zr離子氧化膜縫隙滲入膜下，在膜與鋁基體發(fā)生置換反應，Zr離子被還原沉積在鋁母材表面，鋁則溶解進入釬劑成為Al離子，這種傳質反應顯著降低了釬劑和母材的界面張力，促進釬料的鋪展。