CN103769776A

CN103769776A - 一种铜铝异种金属用氟化物钎剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103769776A
Application number: CN201410015450.8A
Authority: CN
Inventors: 戴玮; 王水庆; 杨金龙; 孙波; 娄银斌; 娄江
Original assignee: ZHEJIANG XINRUI WELDING MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Xinrui Welding Science And Technology Co ltd
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: CN103769776B

Abstract

本发明涉及钎焊材料领域，特指一种铜铝异种金属用氟化物钎剂及其制备方法，由氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜和助剂组成；将氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜、二氟化锌、氟化锂粉末及锌粉或ZnAl合金粉按比例混合，加入适量去离子水并在研钵中研磨至糊状，随后烘干研磨。

Description

一种铜铝异种金属用氟化物钎剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钎焊材料领域，特指一种铜铝异种金属用氟化物钎剂及其制备方法。

背景技术

随着近年来国内铜资源日益枯竭和国外进口而造成的铜价上扬，制冷行业制造商逐渐将目光转向铝材，“以铝代铜”已成为制冷行业尤其是换热器行业转型发展的必然趋势。尤其是新开发成功的全铝微通道换热器，换热效率比传统铜管翅片式换热器还略有提升。但由于产品结构设计的关系，空调内部一些部件，如压缩机引出管，四通阀等还都必须使用铜制作。因此，解决铜-铝管路之间的连接问题就显得极为必要。目前常见的铜铝管路连接方法主要有钎焊，电阻焊，摩擦焊等。由于在实际生产中，电阻焊与摩擦焊等都需要专门设备来加工铜-铝过渡接头，随后再通过该过渡接头将之前的铜-铝焊接转变为铜-铜焊接与铝-铝焊接，因此远不如铜-铝直接钎焊方便。

氟铝酸铯钎剂已经被众多研究者为是钎焊铜铝异种金属的良好材料，尤其是配合锌铝钎料，能完成对铜-铝接头的钎焊。但是常规的氟铝酸铯钎剂熔点在480℃左右，而常用Zn-15Al钎料的熔点为450℃左右，这与钎剂熔点要低于钎料熔点的最优钎焊温度搭配已经不相符，实际操作中显得非常不方便。这在使用Zn-15Al钎料为皮，常规氟铝酸铯钎剂为药芯的药芯焊丝进行火焰钎焊时显得尤为明显，由于金属皮温度较低，火焰钎焊时金属皮先熔化，由于没有金属皮的包裹支撑，大量钎剂掉落而没有能够进入焊接间隙发生去膜作用。因此产品中钎剂的含量往往要高于实际使用量。与此同时，该类钎剂大多是针对铝合金之间钎焊而制得的，并不是专门面向对于铜-铝异种金属之间的钎焊。因此，一种专门针对铜-铝异种金属钎焊用的低熔点氟化物钎剂的开发就显得极为重要。

因此，借鉴目前铝合金的氟铝酸盐钎剂配方，同时针对铜-铝异种金属钎焊的特点进行改进，通过调整钎剂化学配比，本发明人研发出一种铜铝异种金属用氟化物钎剂及其制备方法，使得新发明的铜-铝异种金属钎焊用氟化物钎剂具有较低的熔点及良好的钎焊性能。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，由氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜和助剂组成。

进一步，所述氟化物钎剂由如下质量比的各组分组成：氟化铯30~55%，三氟化铝20~40%，氟化钾15~30%，二氟化铜0.1~0.5%，余量为助剂。

进一步，所述助剂为二氟化锌，其质量比占总量的0.01~0.5%。

进一步，所述助剂为氟化锂，其质量比占总量的0.01~2%。

进一步，所述助剂为锌粉或铝化锌合金粉，其质量比占总量的0.01~1%。

一种铜铝异种金属用氟化物钎剂制备方法，包括如下步骤：将氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜、二氟化锌、氟化锂粉末及锌粉或ZnAl合金粉按比例混合，加入适量去离子水并在研钵中研磨至糊状，随后烘干研磨。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、目前使用的中低温氟化物铝钎剂大都以氟化铯基础，但氟化铯价格昂贵，使得这类钎剂应用受到了限制。本发明经过大量试验，以氟化铯与氟化钾的混合物为基体，通过调整氟化铯与氟化钾的比例并添加其他辅助添加剂，得到温度更低的钎剂。适量的氟化铯保证了钎剂具有较低的熔点及较好的活性，而氟化钾的加入大大降低了钎剂成本；

2、目前使用的中低温氟化物铝钎剂大都关注在铝合金之间的钎焊，但在异种金属钎焊中，不同金属的表面氧化膜相差较大，往往不能达到同时去膜的效果。常规铜合金钎焊常用的钎剂熔点都在700℃以上，普通铝合金钎剂对铜合金表面氧化膜的破除效果不佳。在铜-铝合金钎焊时，因为铜表面的去膜效果不佳造成钎料流动性差，钎焊时出现气孔，管路钎焊接头气密性能不佳的情况屡屡发生。本发明通过多次对比试验，发现在氟化铯-氟化铝钎剂中添加二氟化铜后，钎剂在去除铜合金表面氧化膜方面具有极好的增强效果，同时添加二氟化锌、氟化锂、ZnAl金属粉等也能提高钎料润湿性。

说明书附图

图1是实施例4 钎剂DTA曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

钎剂各成分的质量百分比为氟化铯43.75%，三氟化铝35%，氟化钾21%，二氟化铜0.25%,总质量百分比为100%。

按以下步骤进行制备：

1，按比例称取氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜、二氟化锌、氟化锂、ZnAl金属粉等粉末并在研钵内混合；

2，添加适量去离子水并研磨至糊状；

3，将糊状钎剂转移至烘箱烘干；

4，将烘干后的钎剂研磨成焊粉。

选用Zn-15Al作为填充金属，与钎剂搭配进行钎焊，适用于钎焊铜-铝接头，钎焊过程中填缝表现好，钎焊后的管路具有优异的气密性能。

实施例2

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

氟化铯42%，三氟化铝39%，氟化钾18%，二氟化铜0.15%，二氟化锌0.2%，纯锌粉0.65%，总质量百分比为100%。

按实施例1中的制备步骤制备成钎剂，选用Zn-15Al作为填充金属，与钎剂搭配进行钎焊，适用于钎焊铜-铝接头，钎焊过程中填缝表现好，钎焊后的管路具有优异的气密性能。

实施例3

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

氟化铯37.6%，三氟化铝30.5%，氟化钾29.5%，二氟化铜0.45%，二氟化锌0.45%，氟化锂1.5%，总质量百分比为100%。

实施例4

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

氟化铯53.5%，三氟化铝26%，氟化钾19%，二氟化铜0.3%，氟化锂0.8%，锌粉0.4%，总质量百分比为100%。

实施例5

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

氟化铯53%，三氟化铝25%，氟化钾21%，二氟化铜0.35%，二氟化锌0.3%，氟化锂0.1%，Zn-15Al粉0.25%，总质量百分比为100%。

实施例6

本实施例的铜-铝异种金属用氟化物钎剂，由以下组分组成：

氟化铯37%,三氟化铝35%，氟化钾25.5%，二氟化铜0.40%，氟化锂1.5%， Zn-15Al合金粉0.6%，总质量百分比为100%。

按照上述各种配方，与Zn-15Al焊丝配合，采用氧-丙烷火焰钎焊纯铝与T2紫铜管。钎缝试验按照GB/T 11363-2008《钎焊接头强度试验方法》、GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》进行试验，试验结果见表1

表1 实施例铜-铝异种金属用氟化物钎剂部分性能试验结果

Figure 2014100154508100002DEST_PATH_IMAGE001

上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，其特征在于：由氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜和助剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，其特征在于：所述氟化物钎剂由如下质量比的各组分组成：氟化铯30~55%，三氟化铝20~40%，氟化钾15~30%，二氟化铜0.1~0.5%，余量为助剂。

3.根据权利要求2所述的一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，其特征在于：所述助剂为二氟化锌，其质量比占总量的0.01~0.5%。

4.根据权利要求2所述的一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，其特征在于：所述助剂为氟化锂，其质量比占总量的0.01~2%。

5.根据权利要求2所述的一种铜铝异种金属用氟化物钎剂，其特征在于：所述助剂为锌粉或铝化锌合金粉，其质量比占总量的0.01~1%。

6.一种铜铝异种金属用氟化物钎剂制备方法，包括如下步骤：将氟化铯、三氟化铝、氟化钾、二氟化铜、二氟化锌、氟化锂粉末及锌粉或ZnAl合金粉按比例混合，加入适量去离子水并在研钵中研磨至糊状，随后烘干研磨。