CN103921499A - 具有优异钎焊性能的金属材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有优异钎焊性能的金属材料，其具有芯材金属，所述芯材金属的一个主表面上形成有Sn-Pb系钎料箔层；在上述芯材金属的另一个主表面上形成有磷酸盐膜层；并且在所述磷酸盐膜层上形成有钝化膜层。本发明所述的金属材料同时具有良好的润滑性和耐腐蚀性，可以确保金属材料在钎焊后具有良好的钎焊后强度，而且在钎焊后仍然可以保持优异的耐腐蚀性，而无需进行相关的后续处理。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有优异钎焊性能的金属材料。
背景技术
钢铁材料的腐蚀无时无刻不在发生。据统计，每年约有10％的钢材因为腐蚀而无法回收。为防止腐蚀，减少因钢铁材料腐蚀而造成的巨大损失，就必须采取各种各样的防腐方法，对钢铁表面，进行热镀锌处理是一种普遍采用的处理方法。但是对于镀锌钢板而言，通常需要对其进行表面钝化处理。但是，对于钝化的镀锌钢板而言，在实际应用过程中，在需要后续的加工，例如需要对其进行拉伸加工、层压以及钎焊处理等工艺，然而这些工艺对镀锌钢板的耐蚀性存在负面作用，存在不能充分表现出镀锌钢材优异耐腐蚀性的情况。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有优异钎焊性能的金属材料。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种具有优异钎焊性能的金属材料，其具有芯材金属，所述芯材金属的一个主表面上形成有Sn-Pb系钎料箔层；其特征在于：在上述芯材金属的另一个主表面上形成有磷酸盐膜层；并且在所述磷酸盐膜层上形成有钝化膜层。
其中，所述磷酸盐膜层主要由磷酸锌构成；作为优选地，所述磷酸盐膜层由磷酸锌构成。
其中，所述磷酸盐膜层的总附着量为5～100g/m2。作为优选地，所述磷酸盐膜层的总附着量为10～50g/m2；更优选地，所述磷酸盐膜层的总附着量为10～20g/m2。
其中，所述芯材金属为铁基材料，并且其表面的主成分为铁。
其中，所述钝化膜层的附着量为1～10g/m2，作为优选地，所述钝化膜层的附着量为1～5g/m2。
其中，所述钝化膜层通过以下方法得到：将形成有磷酸盐膜层的芯材金属浸渍在钝化溶液中，其中钝化溶液的温度为70～90℃，处理时间为约1～20分钟，优选为5～8分钟。
其中，所述的钝化液由2.5～3.0wt％氨基三亚甲基膦酸、1.2～1.5wt％的三聚磷酸锌铝、 0.5～0.8wt％的硼酸、1.2～1.5wt％的柠檬酸和余量的去离子水组成。
其中，所述Sn-Pb系钎料的牌号为HL604，HL600，HL613，HL603或HL602。
与现有技术相比，本发明所述的具有优异钎焊性能的金属材料具有以下突出的有益效果：
本发明所述的金属材料，同时将耐蚀性的保护层以及钎料形成在芯材表面，大大简化了后续的钎焊工艺，并且保证了钎焊质量。本发明所述的金属材料同时具有良好的润滑性和耐腐蚀性，可以确保金属材料在钎焊后具有良好的钎焊后强度，而且在钎焊后仍然可以保持优异的耐腐蚀性，而无需进行相关的后续处理。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的具有优异钎焊性能的金属材料做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要指出的是实施例中有关材料以及性能等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。
本发明所述的具有优异钎焊性能的金属材料，其具有芯材金属，所述芯材金属的一个主表面上形成有Sn-Pb系钎料箔层；在上述芯材金属的另一个主表面上形成有磷酸盐膜层；并且在所述磷酸盐膜层上形成有钝化膜层。对于磷酸盐膜层，可以利用常规的化学表面处理在钢铁等芯材金属的另一个主表面形成有磷酸盐膜层；而且磷酸盐膜层通常采用磷酸盐处理的方法形成，例如可以选择磷酸锌、磷酸二氢锌等，在较低的温度下即可形成致密性的磷酸盐膜层。作为优选地，所述磷酸盐膜层由磷酸锌构成。所述磷酸盐膜层的总附着量为5～100g/m2。作为优选地，所述磷酸盐膜层的总附着量为10～50g/m2；更优选地，所述磷酸盐膜层的总附着量为10～20g/m2。所述钝化膜层的附着量为1～10g/m2，作为优选地，所述钝化膜层的附着量为1～5g/m2。所述钝化膜层通过以下方法得到：将形成有磷酸盐膜层的芯材金属浸渍在钝化溶液中，其中钝化溶液的温度为70～90℃，处理时间为约1～20分钟，优选为5～8分钟。所述的钝化液由2.5～3.0wt％氨基三亚甲基膦酸、1.2～1.5wt％的三聚磷酸锌铝、0.5～0.8wt％的硼酸、1.2～1.5wt％的柠檬酸和余量的去离子水组成。在本发明中，可以将所述的Sn-Pb系钎料合金熔融后铸造成所需厚度的卷材后层压到本发明所述的芯材金属的一个主表面上(所述芯材金属的该主表面需要进行酸洗和/或活化)形成钎料箔层，其厚度为0.02～0.2mm。本发明所 述的金属材料同时具有良好的润滑性和耐腐蚀性，可以确保金属材料在钎焊后具有良好的钎焊后强度，而且在钎焊后仍然可以保持优异的耐腐蚀性，而无需进行相关的后续处理。
实施例1
本实施例给出了具有优异钎焊性能的金属材料，作为示例性地，在本实施例中均采用45号钢作为芯材金属；其一个主表面上形成有Sn-Pb系钎料箔层，作为示例性地，此处的钎料选择为HL600，钎料箔层的厚度为0.05mm。而且还通过常规的磷酸盐处理方法形成磷酸锌膜层，并且所述磷酸锌膜层的附着量为20g/m2；然后将形成有磷酸盐膜层的芯材金属浸渍在钝化溶液中，其中钝化溶液的温度为80℃，处理时间为4～6分钟；形成的钝化膜层的附着量均为约5g/m2。各试样以及比较样的区别只是在于钝化液的组成和/或含量不同。
表1中给出了各试样(A1～A2)以及比较样(B1～B6)所采用的钝化液的组成。以试样A1～A2以及比较样B1～B6的金属材料作为钎焊用试样，测量并评价其钎焊性以及耐腐蚀性的评价。
表1钝化液的组成
其中，所述的钎焊是通过模拟200℃×5分钟的钎焊的条件，进行加热处理，然后对试样A1～A2和比较样B1～B6的磷酸锌膜层以及钝化膜层一侧为试验面，通过中性盐雾腐蚀试验来评价其抗腐蚀能力。所述中性盐浸泡试验是指将经本发明处理过的试样和比较样分别浸入 5wt％的氯化钠溶液中30天，观察一定时间后的“白锈”面积百分比。此外，通过在上述试样和比较样钎料箔层一侧涂覆助焊剂，然后将其与45号钢的一个活化的待钎焊表面接触进行钎焊，该钎焊接头处的抗剪切强度大于32MPa的即为合格，低于32MPa的为不合格。实验结果显示在表2中。
表2
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有优异钎焊性能的金属材料，其具有芯材金属，所述芯材金属的一个主表面上形成有Sn-Pb系钎料箔层；其特征在于：在上述芯材金属的另一个主表面上形成有磷酸盐膜层；并且在所述磷酸盐膜层上形成有钝化膜层。
2.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述磷酸盐膜层主要由磷酸锌构成。
3.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述磷酸盐膜层的总附着量为5～100g/m2。
4.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述磷酸盐膜层的总附着量为10～20g/m2。
5.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述芯材金属为铁基材料，并且其表面的主成分为铁。
6.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述钝化膜层的附着量为1～10g/m2。
7.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述钝化膜层通过以下方法得到：将形成有磷酸盐膜层的芯材金属浸渍在钝化溶液中，其中钝化溶液的温度为70～90℃，处理时间为1～20分钟。
8.根据权利要求7所述的金属材料，其特征在于：所述的钝化液由2.5～3.0wt％氨基三亚甲基膦酸、1.2～1.5wt％的三聚磷酸锌铝、0.5～0.8wt％的硼酸、1.2～1.5wt％的柠檬酸和余量的去离子水组成。
9.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述Sn-Pb系钎料的牌号为HL604，HL600，HL613，HL603或HL602。
10.根据权利要求1所述的金属材料，其特征在于：所述Sn-Pb系钎料箔层的厚度为0.02～0.2mm。
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