CN104822488A - 焊剂组合物 - Google Patents

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Abstract

焊剂组合物的特征在于包括(A)由通式(1)MwZnxAlyFz(式中，M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，其中它们的最大公约数是1)表示的碱金属锌氟铝酸盐粉末，其中以50质量％以上的量包含(A)。根据本发明，可以提供焊剂组合物，使用该焊剂组合物即使当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围下钎焊时也不发生钎焊缺陷和变色的问题。

Description

焊剂组合物
技术领域
本发明涉及当将铝构件或铝合金构件进行焊剂钎焊时使用的焊剂组合物。
背景技术
对于由铝制的汽车热交换器期望轻量化以便实现汽车发动机的燃料消耗的减少和成本的降低，并且期望用于生产热交换器的材料(例如，管材)的厚度减少。然而，由于铝合金构件的点蚀而引起的制冷剂的泄露当材料的厚度减少时可能在更短时期内出现，因此重要的是提供具有耐腐蚀性的材料同时减少材料的厚度。
例如，用于汽车热交换器的冷凝器使用具有扁平形状的截面形状的多端口挤压管作为形成制冷剂通路的管材来生产。当将KZnF3施涂至管材的外周面，并且将管材钎焊时，KAlF4由Zn和Al之间的置换反应产生，并且除去铝合金的表面上形成的氧化物膜。另一方面，由置换反应产生的Zn形成铝合金构件的表面上的Zn扩散层，并且改善耐腐蚀性(参见专利文献1)。具体而言，当将KZnF3施涂至铝合金构件，并且将铝合金构件钎焊时，KZnF3与形成铝合金构件的表面的Al在约550℃下反应，并且分解为Zn和氟铝酸钾盐(例如，KAlF4和K2AlF5)(即，通常用于钎焊的非腐蚀性焊剂)。由KZnF3的分解产生的Zn扩散至铝合金构件的表面，并且形成Zn扩散层。另一方面，氟铝酸钾盐除去铝合金构件的表面上形成的氧化物膜以致在填充金属和铝合金构件之间出现润湿，并且铝合金构件接合。
Zn扩散层具有比形成管材的铝合金构件低的自然电位，并且由于因电池作用引起的牺牲阳极效果，与铝合金构件相比优先被腐蚀，从而防止管材经历点蚀。由于KZnF3确保了Zn扩散层与Zn电弧喷镀相比具有均一的Zn浓度，因此可以抑制当热喷射的粉末在管材的表面周围飞散时出现的作业环境的污染，并且减少施涂量。
然而，当钎焊炉中的氧浓度高时KZnF3在钎焊期间可能不能正常地起作用。在这种情况下，由于未除去氧化物膜，熔融的填充金属可能不能展开，并且可能未形成角焊缝。当将铝合金构件使用KZnF3在具有高的氧浓度的氛围中钎焊时，由在钎焊期间与钎焊炉中的氧反应的KZnF3产生的覆盖有厚的氧化物膜的Zn和K3AlF6(具有高熔点)可能残留在铝合金构件的表面上作为残渣，由此铝合金构件的表面可能变黑色，并且外观的劣化可能出现。
当KZnF3储存在具有高湿度的氛围中时，KZnF3可能劣化，并且在钎焊期间不正常地起作用。在这种情况下，由于未除去氧化物膜，熔融的填充金属可能不能展开，并且可能未形成角焊缝。
为了防止此类状况，必要的是在其中安装除湿设备的储存区域中储存KZnF3。
然而，在该情况下，由于必须要总是操作除湿设备，所以电力成本增加，并且要求除湿设备的频繁维护。这导致生产成本的增加。
KZnF3容易受到熔融的填充金属的流动的影响，并且当填充金属流向裂缝(fin)时可以与填充金属一起流动，形成角焊缝。在该情况下，角焊缝(其要求耐腐蚀性)之间的管材的表面中的Zn浓度降低，并且角焊缝中的Zn浓度增加，由此角焊缝优先被腐蚀，并且裂缝在早期阶段分离。
为了解决上述问题，例如，已经提出了利用KZnF3和非腐蚀性焊剂(例如，KAlF4或K2AlF5)的混合物的方法(参见专利文献2)。
具体而言，当甚至在具有高氧浓度的氛围中在钎焊期间也不容易劣化并且除去氧化物膜的非腐蚀性焊剂与和铝合金构件的表面反应从而除去氧化物膜且形成Zn扩散层的KZnF3混合，以及加热混合物时，焊剂混合物在比填充金属的熔点低的温度下展开，并且角焊缝之间的Zn扩散层中的Zn浓度变得均一。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-61-293699(权利要求)
专利文献2：JP-A-2006-255755(权利要求)
发明内容
发明要解决的问题
然而，当使用专利文献2中公开的焊剂混合物时，当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时也可能出现钎焊缺陷或变色。
本发明的目的是提供即使当将铝合金在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中钎焊时也可以防止钎焊缺陷或变色发生的焊剂组合物。
用于解决问题的方案
本发明的发明人进行广泛研究以实现上述目的。结果，本发明人发现了通过使用以等于或大于规定比例的比例包括碱金属锌氟铝酸盐的焊剂组合物(焊料)将铝合金钎焊，即使当将铝合金在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中钎焊时也可以防止钎焊缺陷，形成良好的Zn扩散层，并且防止变色。该发现导致本发明的完成。
(1)根据本发明的一方面，焊剂组合物包括组分(A)，所述组分(A)为由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上，
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
(2)根据(1)的焊剂组合物，其仅包括组分(A)。
(3)根据(1)的焊剂组合物，其包括组分(A)和除了组分(A)以外的焊剂组分，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
(4)根据(1)的焊剂组合物，其包括组分(A)和组分(B)，所述组分(B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
(5)根据(1)的焊剂组合物，其包括所述组分(A)和组分(C)，所述组分(C)为选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
(6)根据本发明的另一方面，焊剂组合物包括组分(A)、组分(B)和组分(C)，所述组分(A)为由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，所述组分(B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，所述组分(C)为选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
(7)根据本发明的又一方面，混合物包括根据(1)至(6)任一项的焊剂组合物和有机树脂粘结剂。
发明的效果
本发明的各方面因而提供了即使当将铝合金在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中钎焊时也防止钎焊缺陷或变色发生的焊剂组合物。
附图说明
图1为说明用于钎焊试验的试验材料组装方法的示意图。
具体实施方式
与本发明的实施方案相关的使用的组分(A)为由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
当将铝合金构件以其中组分(A)施涂至铝合金构件的表面上的状态钎焊时，组分(A)在比钎焊温度低的温度下分解为Zn和碱金属氟铝酸盐(例如，MAlF4、M2AlF5或M3AlF6)(M为K或Cs)。由组分(A)的分解产生的Zn扩散至铝合金构件从而形成Zn扩散层。Zn扩散层确保了铝合金构件显示防止其中制冷剂的泄露由于点蚀而出现的状况的耐腐蚀性。由组分(A)的分解产生的碱金属氟铝酸盐(例如，MAlF4)起到焊剂的功能，并且除去铝合金构件的表面上形成的氧化物膜。
由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的具体实例包括KZnAlF6、K2ZnAlF7、KZn2AlF8、KZnAl2F9、CsZnAlF6、Cs2ZnAlF7、CsZn2AlF8和CsZnAl2F9等。
组分(A)可以为一种由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐，或者可以为两种以上的由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的组合。
与本发明的实施方案相关的使用的组分(B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末。组分(B)可以为碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末之一或两者。
当将铝合金构件已其中组分(A)和组分(B)的混合物施涂至铝合金构件的表面上的状态进行钎焊时，组分(B)起到焊剂的功能，并且除去铝合金构件的表面上形成的氧化物膜。
碱金属氟铝酸盐的具体实例包括KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、CsAlF4、Cs2AlF5和Cs3AlF6等。组分(B)可以包括仅一种碱金属氟铝酸盐，或者可以包括两种以上的碱金属氟铝酸盐。
碱金属氟锌酸盐的具体实例包括KZnF3、K2ZnF4、K3Zn2F7、CsZnF3、Cs2ZnF4和CsZn2F7等。组分(B)可以包括仅一种碱金属氟锌酸盐，或者可以包括两种以上的碱金属氟锌酸盐。
组分(B)可以为碱金属氟铝酸盐的一种粉末或两种以上的粉末，或者可以为碱金属氟锌酸盐的一种粉末或两种以上的粉末，或者可以为碱金属氟铝酸盐的一种粉末或两种以上的粉末与碱金属氟锌酸盐的一种粉末或两种以上的粉末的组合。
与本发明的实施方案相关的使用的组分(C)为选自铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末。组分(C)用于改善通过焊剂钎焊接合的铝合金构件的性能，和提供填充金属-产生功能、牺牲阳极层形成功能和降低填充金属的熔点的功能等。用作组分(C)的铝合金包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素。用作组分(C)的铝合金中包括的各金属元素的含量可以考虑通过将组分(C)引入焊剂组合物中改善或提供的性能来适当地选择。
根据本发明实施方案的焊剂组合物包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)，焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明实施方案的焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上，优选70质量％以上，和特别优选80质量％以上。当焊剂组合物中的组分(A)的含量在上述范围内时，甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且除去铝合金构件的表面上形成的氧化物膜的焊剂的性能也得到改善。因此，可以防止钎焊缺陷和变色。如果焊剂组合物中的组分(A)的含量小于上述范围，则当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时钎焊缺陷或变色也可能发生。
根据本发明第一实施方案的焊剂组合物(下文中也可以称为“焊剂组合物(1)”)仅包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明第一实施方案的焊剂组合物(1)仅包括组分(A)。注意：“仅包括组分(A)”的表述是指焊剂组合物(1)基本上仅包括组分(A)，并且可以包括不可避免的杂质。
当将铝合金以其中组分(A)施涂至铝合金构件的表面的状态钎焊时，甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。因此，当将铝合金(构件)使用根据本发明第一实施方案的焊剂组合物(1)作为焊剂钎焊时，甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第一实施方案的焊剂组合物(1)的平均粒径优选为80μm以下，和特别优选1至50μm。当焊剂组合物的平均粒径在上述范围内时，焊剂组合物显示与铝合金的高反应性，并且改善与氧的化学反应的抑制效果。这确保了甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(下文中也可以称为“焊剂组合物(2)”)包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)，和除了组分(A)以外的焊剂组分，焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(2)仅包括组分(A)和除了组分(A)以外的焊剂组分。注意：表述“仅包括组分(A)和除了组分(A)以外的焊剂组分”是指焊剂组合物基本上仅包括组分(A)和除了组分(A)以外的焊剂组分，并且可以包括不可避免的杂质。
根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(2)中包括的除了组分(A)以外的焊剂组分不特别限定，只要焊剂组分起到作为除去铝合金的表面上形成的氧化物膜的焊剂的功能。焊剂组分的实例包括可以用作组分(B)的K2SiF6等。
根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(2)中的组分(A)的含量50质量％以上，优选70质量％以上，和特别优选80质量％以上。当焊剂组合物中的组分(A)的含量在上述范围内时，甚至当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。如果焊剂组合物中的组分(A)的含量小于上述范围，则当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，钎焊缺陷或变色可能发生。
根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(2)的平均粒径优选为80μm以下，和特别优选1至50μm。当焊剂组合物的平均粒径在上述范围内时，焊剂组合物显示与铝合金的高反应性，并且改善与氧的化学反应的抑制效果。这确保了甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第三实施方案的焊剂组合物(下文中也可以称为“焊剂组合物(3)”)包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)，和组分(B)(即，选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末)，焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明第三实施方案的焊剂组合物(3)仅包括组分(A)和组分(B)。注意：“仅包括组分(A)和组分(B)”的表述是指焊剂组合物(3)基本上仅包括组分(A)和组分(B)，并且可以包括不可避免的杂质。
根据本发明第三实施方案的焊剂组合物(3)中的组分(A)的含量是50质量％以上，优选70质量％以上，和特别优选80质量％以上。当焊剂组合物中的组分(A)的含量在上述范围内时，甚至当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。如果焊剂组合物中的组分(A)的含量小于上述范围，则当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，钎焊缺陷或变色可能发生。
根据本发明第三实施方案的焊剂组合物(3)的平均粒径优选为80μm以下，和特别优选1至50μm。当焊剂组合物的平均粒径在上述范围内时，焊剂组合物显示与铝合金的高反应性，并且改善与氧的化学反应的抑制效果。这确保了甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(下文中也可以称为“焊剂组合物(4)”)包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)，和组分(C)(即，选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末)，焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)仅包括组分(A)和组分(C)。注意：“仅包括组分(A)和组分(C)”的表述是指焊剂组合物(4)基本上仅包括组分(A)和组分(C)，并且可以包括不可避免的杂质。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)中的组分(A)的含量是50质量％以上，优选70质量％以上，和特别优选80质量％以上。当焊剂组合物中的组分(A)的含量在上述范围内时，甚至当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。如果焊剂组合物中的组分(A)的含量小于上述范围，则当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，钎焊缺陷或变色可能发生。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)包括组分(C)。当焊剂组合物包括组分(C)时，可以改善通过焊剂钎焊接合的铝合金构件的性能，和向通过焊剂钎焊接合的铝合金构件提供填充金属-产生功能、牺牲阳极层形成功能和降低填充金属的熔点的功能等。例如，可以提供或调节通过利用包括Si的铝合金的粉末、Al粉、Si粉或其组合在钎焊目标接缝处形成角焊缝所需要的填充金属的量。通过利用包括Cu的铝合金的粉末、包括Zn的铝合金的粉末、Zn粉、Cu粉或其组合可以调节钎焊目标构件之间的电位差，并且提供牺牲阳极。由于可以降低填充金属的熔点，可以降低钎焊温度。通过利用包括Zn的铝合金的粉末、Zn粉或其组合可以改善钎焊目标构件的强度。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)中包括的组分(A)的平均粒径优选为80μm以下，和特别优选1至50μm。当焊剂组合物中包括的组分(A)的平均粒径在上述范围内时，组分(A)显示与铝合金的高反应性，并且改善与氧的化学反应的抑制效果。这确保了甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)的改造的实例包括焊剂组合物(4’)(参见下述)。焊剂组合物(4’)包括作为选自包括Si、Cu、Zn、Sr、Bi和Ge之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉、Zn粉、Sr粉、Bi粉和Ge粉的一种金属粉末或两种以上的金属粉末的组分(C’)，代替根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)中包括的组分(C)。通过利用Sr或Bi可以改善填充金属的流动性，并且改善钎焊性。通过利用Ge可以降低与铝合金构件的反应的温度，并且调节钎焊温度。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(下文中也可以称为“焊剂组合物(5)”)包括组分(A)(即，由下述通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末)，组分(B)(即，选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末)，和组分(C)(即，选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末)，焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
MwZnxAlyFz  (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)仅包括组分(A)、组分(B)和组分(C)。注意：“仅包括组分(A)、组分(B)和组分(C)”的表述是指焊剂组合物(5)基本上仅包括组分(A)、组分(B)和组分(C)，并且可以包括不可避免的杂质。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)中的组分(A)的含量是50质量％以上，和优选70质量％以上。当焊剂组合物中的组分(A)的含量在上述范围内时，甚至当在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中进行钎焊时，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)包括组分(C)。当焊剂组合物包括组分(C)时，可以改善通过焊剂钎焊接合的铝合金构件的性能，和向通过焊剂钎焊接合的铝合金构件提供填充金属-产生功能、牺牲阳极层形成功能和降低填充金属的熔点的功能等。
适当选择根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)中的组分(B)和组分(C)的含量以致组分(A)的含量落在上述范围内。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)中包括的组分(A)和组分(B)的平均粒径优选为80μm以下，和特别优选1至50μm。当焊剂组合物中包括的组分(A)和组分(B)的平均粒径在上述范围内时，组分(A)和组分(B)显示与铝合金的高反应性，并且改善与氧的化学反应的抑制效果。这确保了甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。
根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)的改造的实例包括焊剂组合物(5’)(参见下述)。焊剂组合物(5’)包括作为选自包括Si、Cu、Zn、Sr、Bi和Ge之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉、Zn粉、Sr粉、Bi粉和Ge粉的一种金属粉末或两种以上的金属粉末的组分(C’)，代替根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)中包括的组分(C)。通过利用Sr或Bi可以改善填充金属的流动性，并且改善钎焊性。通过利用Ge可以降低与铝合金构件的反应的温度，并且调节钎焊温度。
下面描述使用根据本发明实施方案的焊剂组合物的方法。将焊剂组合物(或者焊剂组合物和有机树脂粘结剂)分散在水或挥发性溶剂中从而制备浆料(即，包括所述焊剂组合物的焊剂涂料)。将焊剂涂料施涂至铝合金构件的表面，并且在100至200℃下干燥以致焊剂组合物被施涂至铝合金构件的表面。将施涂焊剂组合物的铝合金构件通过在570至620℃下加热来钎焊。
包括所述焊剂组合物的焊剂涂料因而用于将焊剂组合物施涂至铝合金构件的表面。
其中分散焊剂组合物的焊剂涂料中包括的分散介质为挥发性溶剂如醇(例如，异丙醇)，或水。焊剂涂料中的焊剂组合物的含量考虑到涂布方法和施涂量等来适当选择。
包括所述焊剂组合物的焊剂涂料可以包括有机树脂粘结剂。当将焊剂组合物施涂至铝合金构件时，有机树脂粘结剂用于改善焊剂组合物对铝合金构件的粘合性。
有机树脂粘结剂为具有500℃以下的分解温度并且不削弱钎焊性的有机树脂。有机树脂粘结剂不特别限定，只要有机树脂粘结剂正常地用作焊剂钎焊用有机树脂粘结剂即可。
可以将包括所述焊剂组合物的焊剂涂料使用任意的方法施涂至铝合金构件的表面。例如，将焊剂涂料使用已知的方法如喷雾法、浸渍法或辊涂法施涂至铝合金构件的表面。由于高的涂布稳定性和高能力，优选使用辊涂法。当使用辊涂法时，形成各辊的表面的材料和涂布条件(例如，涂布机辊和施涂辊的正向旋转和逆向旋转)考虑到期望的膜厚度和期望的表面粗糙度等来适当确定，并且考虑目的来选择辊转印条件。
适当选择包括所述焊剂组合物的焊剂涂料的施涂量。焊剂组分优选以1至50g/m2和特别优选5至40g/m2的量施涂。注意：术语“焊剂组分”意味着当使用根据本发明第一实施方案的焊剂组合物(1)时的组分(A)，意味着当使用根据本发明第二实施方案的焊剂组合物(2)时的组分(A)和除了组分(A)以外的焊剂组分，意味着当使用根据本发明第三实施方案的焊剂组合物(3)时的组分(A)和组分(B)，意味着当使用根据本发明第四实施方案的焊剂组合物(4)时的组分(A)，意味着当使用根据本发明第五实施方案的焊剂组合物(5)时的组分(A)和组分(B)。
包括所述焊剂组合物的焊剂涂料可以通过将焊剂组合物和有机树脂粘结剂的混合物分散在挥发性溶剂或水中来制备。
根据本发明实施方案的焊剂组合物使得可以确保甚至在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中，Zn扩散层也以稳定的方式形成，并且获得优异的焊剂性能，而且钎焊缺陷和变色不发生。也可以增加润湿面积，并且形成均一的Zn扩散层。根据本发明实施方案的焊剂组合物可以适宜地作为非腐蚀性焊剂用于钎焊，并且可以用作当将主要通过由于Zn扩散层引起的牺牲腐蚀防止效果来改善耐腐蚀性的汽车热交换器的冷凝器钎焊时施涂的焊剂。
实施例
(实施例1和比较例1)
<试验焊剂组合物>
使用MwZnxAlyFz的粉末(含量：100质量％)作为焊剂组合物进行铝片材钎焊试验。提供平均粒径如表1所示调节的KZnAlF6的粉末、K2ZnAlF7的粉末、KZn2AlF8的粉末、KZnAl2F9的粉末、CsZnAlF6的粉末、Cs2ZnAlF7的粉末、CsZn2AlF8的粉末和CsZnAl2F9的粉末(含量：100质量％)作为MwZnxAlyFz的典型实例。
表1示出用于钎焊试验的各焊剂组合物的组成和平均粒径。
<平均粒径的调节>
粉末的平均粒径通过使用球磨机研磨粉末(金属盐粉末)来调节。
<平均粒径的测量>
将粉末分散在乙醇中，并且使用光透过型粒度分度分析仪(激光衍射/散射粒度分布分析仪)(“LA-700”，由Horiba Ltd.制造)测量其平均粒径。注意：平均粒径是指累积体积粒径分布的50％的粒径(D50)。
<钎焊试验>
焊剂组合物用等量的净化水稀释，并且将稀释液使用棒涂布机施涂至铝合金双层复合板(厚度：1.0mm，宽度：25mm，长度：60mm，填充金属：4045，填充金属的厚度：50μm，芯材：A3003，芯材的厚度：950μm)的填充金属侧，以致焊剂组分的施涂量为20g/m2。如图1中所示，将铝合金双层复合板水平放置以致施涂焊剂组合物的一侧位于上侧，并且A3003-O铝合金片材(厚度：1.0mm，宽度：25mm，长度：55mm)使用夹具(以逆字母“T”的形状)垂直夹紧在铝合金双层复合板上。将组件引入炉中(氮气氛，平均氧浓度：100ppm，露点：-40℃以下)，并且在600℃下钎焊3分钟。在将组件在炉中冷却至500℃以下之后，将组件(试样)从炉中移除。
<钎焊性的评价>
评价在水平的铝合金双层复合板和垂直的A3003-O铝合金片材之间的接缝处形成的角焊缝的接合率和角焊缝的尺寸以及有无表面残渣。注意：接合率(％)为在水平的铝合金双层复合板和垂直的A3003-O铝合金片材之间的接缝处形成的角焊缝的长度L1与在水平的铝合金双层复合板和垂直的A3003-O铝合金片材之间的接触区域的长度L2之比(接合率(％)＝(L1/L2)×100)。将试样嵌入树脂中，并且捕捉接缝的截面的放大照片以评价角焊缝的尺寸。具体而言，当所评价的目标角焊缝的尺寸接近于实施例1的试样Ab1的角焊缝的尺寸时将所评价的目标角焊缝的尺寸确定为“大”，当所评价的目标角焊缝的尺寸接近于实施例1的试样Aa2的角焊缝的尺寸时确定为“中”，并且当所评价的目标角焊缝的尺寸小于实施例1的试样Ab2的角焊缝的尺寸时确定为“小”。用肉眼确定有无表面残渣。当观察到白色残渣(未反应的焊剂)和白色化时，或者当观察到黑色残渣和变黑色时，该试样即使当接合率为100％时也确定为不可接受的。当未观察到显著的残渣时，该试样即使当钎焊之后的表面为暗白色时也确定为可接受的，评价结果示于表1中。
[表1]
如表1中所示的，实施例1中获得良好的结果。
(实施例2和比较例2)
<焊剂组合物>
提供KZnAlF6的粉末、KZn2AlF8的粉末、KZnAl2F9的粉末、CsZnAlF6的粉末、Cs2ZnAlF7的粉末、CsZn2AlF8的粉末和CsZnAl2F9的粉末(含量：100质量％)(平均粒径：10μm)(参见表2)作为焊剂组合物。
提供KZnF3的粉末(含量：100质量％)(平均粒径：10μm)作为比较焊剂组合物。
<钎焊试验>
除了炉中的平均氧浓度如表2所示改变以外，以与实施例1和比较例1中相同的方式进行钎焊试验。
<钎焊性的评价>
以与实施例1和比较例1中相同的方式评价钎焊性。评价结果示于表2中。
[表2]
如表2中所示的，甚至当钎焊期间的氛围中的氧浓度高时实施例2中也获得良好的结果。试样Ac3、Bc3、Dc3、Ec3、Fc3和Hc3的铝的表面是一定程度的暗白色，但是白色化程度在可接受的水平。
比较例2中，当钎焊期间的氛围中的氧浓度低时(Ic1)没有问题出现。然而，当钎焊期间的氛围中的氧浓度高时，观察到黑色残渣和变黑色(Ic2)，或者大部分KZnF3保持未反应，并且未形成角焊缝(Ic3)。
(实施例3和比较例3)
<焊剂组合物>
将表3-1至3-4中示出的材料以表3-1至3-4中示出的混合比率混合从而制备粉末混合物(焊剂组合物)(平均粒径：10μm)。
将表3-5至3-8中示出的材料以表3-5至3-8中示出的混合比率混合从而制备粉末混合物(比较焊剂组合物)(平均粒径：10μm)。
<钎焊试验>
除了炉中的平均氧浓度变为500ppm以外，以与实施例1和比较例1中相同的方式进行钎焊试验。
<钎焊性的评价>
以与实施例1和比较例1中相同的方式评价钎焊性。评价结果示于表3-1至3-8中。
[表3-1]
[表3-2]
[表3-3]
[表3-4]
[表3-5]
[表3-6]
[表3-7]
[表3-8]
如表3-1至3-4中所示的，甚至当钎焊期间的氧浓度高时实施例3中也获得良好的结果(钎焊性)。另一方面，当组分(A)的比例低，以及碱金属氟铝酸盐的比例高(比较例3的Ad25至Ad30、Bd25至Bd30、Cd25至Cd30、Dd25至Dd30、Ed25至Ed30、Fd25至Fd30、Gd25至Gd30、和Hd25至Hd30)时，当氧浓度高时在铝合金的表面上观察到白色残渣，并且由于残渣而引起接合率降低。当组分(A)的比例低，以及碱金属氟锌酸盐的比例高(Ad31至Ad36、Bd31至Bd36、Cd31至Cd36、Dd31至Dd36、Ed31至Ed36、Fd31至Fd36、Gd31至Gd36、和Hd31至Hd36)时，当氧浓度高时在铝合金的表面上观察到黑色残渣和变黑色，并且由于残渣而引起接合率降低。当不使用组分(A)(Id1至Id33、和Jd1至Jd33)时，在铝合金的表面上观察到白色残渣(未反应的焊剂)或黑色残渣和变色，并且由于残渣而引起接合率降低。
(实施例4和比较例4)
<焊剂组合物>
将表4-1至4-16中示出的材料以表4-1至4-16中示出的混合比率混合从而制备粉末混合物(焊剂组合物)(平均粒径：10μm)。实施例4和比较例4中，混合碱金属锌氟铝酸盐的粉末和金属粉末或金属合金粉末。表4-1至4-16中，各金属合金中的各元素的含量(质量％)由数字表示。例如，“KZnAlF6/Al-25Si-25Cu”是KZnAlF6粉末和Si含量为25质量％和Cu含量为25质量％的Al铝合金粉末的混合物。
<钎焊试验>
以与实施例1和比较例1中相同的方式进行钎焊试验。
<钎焊性的评价>
以与实施例1和比较例1中相同的方式评价钎焊性。评价结果示于表4-1至4-16中。
[表4-1]
[表4-2]
[表4-3]
[表4-4]
[表4-5]
[表4-6]
[表4-7]
[表4-8]
[表4-9]
[表4-10]
[表4-11]
[表4-12]
[表4-13]
[表4-14]
[表4-15]
[表4-16]
如表4-1至4-8中所示的，甚至当混合金属粉末时实施例5中也获得良好的结果(钎焊性)。另一方面，当金属粉末的比例高(比较例4的Ae45至Ae88、Be45至Be88、Ce45至Ce88、De45至De88、Ee45至Ee88、Fe45至Fe88、Ge45至Ge88、和He45至He88)时，观察到未熔融的残渣，并且由于未熔融的残渣而引起接合率降低。
(实施例5和比较例5)
<焊剂组合物>
提供具有如表5中所示的组成的焊剂粉末(平均粒径：10μm)(焊剂含量：100质量％)作为焊剂组合物。
<钎焊试验>
除了炉内的平均露点如表5中所示改变以外，以与实施例1和比较例1中相同的方式进行钎焊试验。
<钎焊性的评价>
以与实施例1和比较例1中相同的方式评价钎焊性。评价结果示于表5中。
[表5]
如表5中所示的，甚至当钎焊期间的平均露点高时实施例5中也获得良好的结果。比较例5(If1)中，大部分KZnF3保持未反应作为白色残渣，并且由于钎焊期间的氛围的平均露点高，未形成角焊缝。

Claims (8)

1.一种焊剂组合物，其包括组分(A)，所述组分(A)为由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上，
MwZnxAlyFz   (1)
其中M为K或Cs，w、x、y和z为正整数，w、x、y和z的最大公约数是1。
2.根据权利要求1所述的焊剂组合物，其仅包括所述组分(A)。
3.根据权利要求1所述的焊剂组合物，其包括所述组分(A)和除了所述组分(A)以外的焊剂组分，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
4.根据权利要求1所述的焊剂组合物，其包括所述组分(A)和组分(B)，所述组分(B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的焊剂组合物，其平均粒径为80μm以下。
6.根据权利要求1所述的焊剂组合物，其包括所述组分(A)和组分(C)，所述组分(C)为选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
7.一种焊剂组合物，其包括组分(A)、组分(B)和组分(C)，所述组分(A)为由通式(1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，所述组分(B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，所述组分(C)为选自包括Si、Cu和Zn之中的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属粉末或两种以上的金属粉末，所述焊剂组合物中的组分(A)的含量是50质量％以上。
8.一种包括根据权利要求1-7任一项所述的焊剂组合物和有机树脂粘结剂的混合物。
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