CN1035073A - 铝及铝合金软钎焊助焊剂 - Google Patents

Abstract

本发明是关于铝及铝合金软钎焊助焊剂的配方， 要解决的问题是研制去膜剂、覆盖剂和界面活性剂， 使钎焊温度低于350℃，并能拉制活性芯软钎焊丝。 本发明的成分(重量％)为：含氨基有机物氟硼酸盐 1-50，重金属氟硼酸盐0.5-50，氨基醇10-98。本发 明也适用于不锈钢、镍基合金、铁镀锌、铜及铜合金等 材料，尤其适于上述材料制成的灯头的软钎焊。

Description

本发明是关于铝及铝合金软钎焊助焊剂的配方，本发明的助焊剂也适用于不锈钢、镍基合金、铁镀锌、铜及铜合金等材料的软钎焊，尤其适用于上述材料制成的灯头的软钎焊。

铝是化学性质很活泼的金属，容易氧化。铝及铝合金放置在空气中，表面形成一层緻密稳定的氧化膜，其熔点高达二千度，很难进行软钎焊。为了推广软钎焊工艺，人们致力于研制有效的助焊剂。例如英国专利GB1,182,440(1970)描述了用于铝及铝合金软钎焊的助焊剂：三乙醇胺67，乙醇胺14，氟硼酸铵14，氧化锌5(重量％)。上述助焊剂对铝灯头软钎焊效果不佳，因为灯头常用的材料是铝镁锰合金，在制造时必需与温度高达700-800℃的熔融玻璃接合，发生铝合金过烧现象，使金属表面的氧化膜更加复杂，增加了软钎焊的困难。后来，有些专利报道了用碱金属、碱土金属的无机盐混合物做为助焊剂。例如日本公开特许JP61,232,092(1986年)描述了用于铝镁合金的助焊剂：氟化锶24，氟化钾48，氟化铝28(摩尔％)。但是这类助焊剂也不适用于铝灯头软钎焊，因为其一，该助焊剂在450℃以上才能发挥作用，而灯泡玻璃不能承受这么高的温度。其二，这类助焊剂对铜及铜合金的助焊能力很差，灯泡则要求将灯头(铝合金、铜镀镍等)与导电铜丝牢固钎接。其三，灯泡行业流水线要求将助焊剂灌入空心钎焊丝中，制成活性芯钎焊丝，上述助焊剂在130℃以下无法成为均匀的流体，不适于钎焊丝生产线。其四，这类助焊剂通常要求在惰性气体如氮气、氩气中钎接，增加了操作的困难和费用。

本发明的任务是：第一，研制有效的去氧化膜剂，它能在钎焊温度下迅速破环氧化膜，露出基体金属。第二，研制适当的覆盖剂，它能沉积在金属表面，形成活性金属层，有利于基体金属与钎料的结合。第三，研制适当的界面活性剂，它能减少熔融钎料与金属之间的表面张力，使钎料与基体金属相互润湿，并通过活性金属层紧密钎接。第四，软钎焊操作温度应低于350℃。第五，设计合理的配方，使助焊剂在130℃以下呈均匀流体，适于灌入空心焊丝中，拉制成活性芯软钎焊丝。

为完成以上任务，本发明的技术解决方案是：第一，通过实验研制出含氨基有机物氟硼酸盐做为去氧化膜剂，它的熔点及分解温度比无机盐低，在300℃以下就能迅速分解，分解产物挤入氧化铝的晶格中，与金属铝形成络合物中间体，从而使氧化膜发生溶胀、松动，导致緻密的氧化膜出现裂缝，露出金属铝，有利于钎料渗入。含氨基有机物的氟硼酸盐受热分解生成的另一产物——胺是一种还原剂，它在焊点周围形成保护气氛，防止金属铝重新被空气氧化，使铝及合金软钎焊可以在空气中进行，大大简化了操作手续，降低成本。同时对于铜及合金、银、铁镀锌材料的软钎焊，胺是良好的助焊剂。第二，通过软钎焊助焊机理探讨实验认为，铝等基体金属与钎料的结合力差，如果能通过与钎料结合力较好的金属，例如锡、铅、镉、锌、银、铜等，先与基体金属生成活性金属层，覆盖在基体金属表面，将有利于基体金属与钎料的结合。本发明以重金属氟硼酸盐为覆盖剂，这些金属(以M表示)的还原电位大于铝。在钎焊温度下，覆盖剂由氧化膜裂缝处渗入，迅速与金属铝反应，在铝表面还原出金属M。新生成的金属M沉积在铝材表面，形成铝-M活性合金层，使氧化膜进一步破裂脱落。该活性合金层改善了基体金属与钎料之间的结稀５谌痉⒚饕园被嘉缑婊钚约粒?它能减少钎料与基体金属之间的表面张力，使熔融钎料与金属互相润湿，同时在钎接时起导热作用。第四，本发明的助焊剂，由于采用熔点和分解温度较低的去氧化膜剂，使软钎焊操作温度降低到280-350℃。第五，氨基醇是极性有机溶剂，它能顺利溶解去氧化膜剂与覆盖剂，使本发明的助焊剂能成为均匀的流体，可顺利灌入空心焊丝中，拉制成多芯钎焊丝，也可以直接在被焊部位使用。

本发明助焊剂的组成及重量百分比为：

含氨基有机物氟硼酸盐                            1-50

重金属氟硼酸盐                                0.5-50

氨基醇                                         10-98其中含氨基有机物的氟硼酸盐可选用：脂肪胺、氟硼酸盐、脂环胺氟硼酸盐、芳香胺氟硼酸盐、二乙烯三胺氟硼酸盐、三乙烯四胺氟硼酸盐、多乙烯多胺氟硼酸盐等。重金属氟硼酸盐可选用：锰、锌、镓、镉、铟、铬、镍、锡、铅、铜、银等金属的氟硼酸盐。氨基醇可选用：2-氨基乙醇、二(β-羥基乙胺)、三(β-羥基乙胺)、3-氨基丙醇、二(r-羥基丙胺)等。

按照本发明配方制造的助焊剂，以及以该助焊剂为活性芯拉制成的软钎焊丝，可以顺利软钎焊铝锰镁合金，例如中国LF21、304、英日3004，美3003，苏联AMII等合金材料，以及由这些合金材料加工制成的灯头及其它器件，也可以顺利软钎焊各种不锈钢、铁镀锌、铜及铜合金、铜镀镍、镍基合金以及由这些合金材料加工制成的灯头及其它器件。本发明的助焊剂钎焊操作温度较低，钎接速度快，效果好，既可在流水线上使用，也适于快速手工钎焊。

本发明实施例如下：

实施例一：(助焊剂的配方)

三乙烯四胺氟硼酸盐                                 10

氟硼酸镍                                            5

氟硼酸铅                                            5

二(β-羥基乙胺)                                    80

实施例二：(活性芯软钎焊丝的配方)

钎料                                               98

钎料的组成及重量百分比为：

铅                                                 75

锡                                                 23

锌                                                  2

助焊剂                                              2

助焊剂的组成及重量百分比为：

三乙烯四胺氟硼酸盐                                 10

氟硼酸镍                                            5

氟硼酸铅                                            5

二(β-羥基乙胺)                                    80

Claims (4)

1、一种铝及铝合金软钎焊助焊剂，其主要成分是去氧化膜剂、覆盖剂和界面活性剂，其特征是该助焊剂同时含有含氨基有机物氟硼酸盐以及氨基醇。

2、根据权利要求1所述的铝及铝合金软钎焊助焊剂，其特征是配方由以下物质及重量百分比组成：

含氨基有机物氟硼酸盐                                1-50

重金属氟硼酸盐                                    0.5-50

氨基醇                                            10-98

3、根据权利要求1和权利要求2所述的铝及铝合金软钎焊助焊剂，其特征是助焊剂的最佳成分及重量百分比为：

三乙烯四胺氟硼酸盐                                    10

氟硼酸镍                                              5

氟硼酸铅                                              5

二(β-羥基乙胺)                                       80

4、根据权利要求1、权利要求2和权利要求3所述的铝及铝合金软钎焊助焊剂，拉制成活性芯软钎焊丝的成分及重量百分比为：

钎料                                               97-99

  其中铅                                           35-80

      锡                                           15-60

      锌                                            2-10

  助焊剂                                             1-3