CN104907724B - 簧状环保型药皮银钎料环 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种簧状环保型药皮银钎料环,它由细丝或薄窄带银钎料绕制而成的至少两圈中径为2.0 mm~56.0 mm的簧状银钎料芯和包覆在簧状银钎料芯外的银钎剂药皮组成,银钎剂包括无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、硼酸盐、单质硼中的至少一种,将银钎剂、聚乙烯醇、甲基纤维素和水按照一定比例配制成钎剂液后,直接涂覆在所述簧状银钎料芯的外表面,干燥后即可得到簧状环保型药皮银钎料环成品。本发明的簧状环保型药皮银钎料环,由于不含有机粘结剂,符合ROHS标准,钎焊燃烧时大大减轻了对环境的污染,进而保护了操作员工的身体健康,并大大减轻了钎焊过程的劳动强度。

Description

簧状环保型药皮银钎料环
技术领域
[0001] 本发明涉及焊接材料,尤其是涉及一种适用于机械、空调及制冷等多个行业铜或钢的薄壁管路钎焊的簧状环保型药皮银钎料环。
背景技术
[0002] 传统的空调、冰箱管路的钎焊工艺是采用丝或条状银钎料手工火焰钎焊的方式,火焰钎焊温度高、加热快,但容易出现加热不均匀、过烧等问题,并且钎焊铜等导热快的金属时加热时间较长。钎焊时需要用丝或条状银钎料粘钎剂使用或加热前预先将钎剂涂覆在工件上,钎料用量无法保证,且容易出现焊漏、焊堵等问题,随之而来的返工、返修甚至报废,造成了银钎料和原材料的浪费,增加了制造成本。此外,钎料粘钎剂或预先涂覆钎剂的焊前操作,又增加了工序和操作时间,并在钎焊工艺中又增加了一个变量,从而影响了焊接的一致性和质量的稳定性。此种钎焊工艺复杂、生产效率低、不易准确控制钎剂的用量,经常出现钎剂添加过多或不均匀现象,造成钎剂浪费、钎剂残渣还较难清洗,易腐蚀接头;接头的焊接质量多依赖于操作员的水平,易产生缺陷。
[0003]随着高频感应焊机的发展,感应钎焊工艺在管路连接中的应用得到了突飞猛进的发展。感应钎焊操作简便、加热相对均匀、经济性好,不需要加热整个部件,允许快速局部加热,以最小的强度损失连接高强度的元件。为了节约钎料并产生统一的接头,控制钎料的使用量,环状钎料应用也越来越多,钎料环可预先装配在待焊接处,配合高频感应加热,实现定量供给钎料,高效、自动化生产;通过与火焰钎焊工艺的对比分析可知,感应焊接方法降低了焊漏、焊堵等不良现象,提高了产品质量。
[0004]目前使用的药芯银钎料,由于存在深加工性能差的缺陷,当制备成药芯后,其加工难度会进一步加大。基于上述原因,目前尚未有含银量20〜45%的药芯银钎料焊环产品,同样也未有药皮银钎料环产品的应用。中国专利CN202804495 U公开了 “一种涂有药皮的钎料”,是将药皮压涂到钎料棒上,但此种方法只能生产药皮较厚的钎料棒,不能用于生产非条或棒状的药皮钎料;中国专利CN101190479 A也公开了一种“带有焊剂药皮层的紫铜钨极氩弧焊用焊丝”,是采用丙烯酸树脂粘接剂粘结焊剂,然后将焊剂压涂到焊丝上;署名文章“药皮黄铜钎料的研制”也介绍了丝状黄铜钎料表面压涂一层药皮,药皮是通过有机胶粘剂将焊剂粘结在一起。由于上述方法均是通过有机粘接剂将焊剂压涂到焊丝上,焊接时的燃烧不仅污染环境,还损害操作员的身体健康,非常不环保。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种熔化速度快、能准确控制钎剂用量、较为经济的簧状环保型药皮银钎料环。
[0006] 为实现上述目的,本发明可采取下述技术方案:
[0007] 本发明所述的簧状环保型药皮银钎料环,它由细丝或薄窄带银钎料绕制而成的至少两圈中径为2.0 mm〜56.0 mm的簧状银钎料芯和包覆在所述簧状银钎料芯外的银钎剂药皮组成,所述银钎剂包括无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、硼酸盐、单质硼中的至少一种,将所述银钎剂、聚乙烯醇、甲基纤维素和水按照50%〜80%: 0%〜20%: 0%〜20%: 20%〜50%之比例配制成钎剂液后,直接涂覆在所述簧状银钎料芯的外表面,干燥后即可得到簧状环保型药皮银钎料环成品。
[0008] 所述银钎剂药皮占整个银钎料环总重量的4%〜18%,其厚度为0.07〜0.68mm。本发明的簧状银钎料芯至少为两圈,簧状银钎料芯节距(相邻两圈对应点在中径上的轴向距离)为丝径〜(丝径+1 )mm,其截面结构可以为圆形、椭圆形或方形等。
[0009] 所述簧状银钎料芯各组分的重量百分比为JgAg 1.5〜65.0%,铜Cu 15.0〜65.0%,锌Zn 4〜42.0%,锡Sn O〜6.0%,镉Cd O〜25.0%,磷P 0%〜8.0%,镍Ni O〜6.0%,锰MnO〜8.0%,硅Si O〜5.0%,微量元素O〜I.0%;所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、L1、Re中的至少一种。
[0010] 本发明的优点在于生产工艺简单、生产成本低、成品钎料环保无污染、使用方便等优点,本发明制成的簧状环保型药皮银钎料环可直接进行连续钎焊,无需另外添加钎剂;实现了钎剂方便、快捷、定量、高效的预加入,有效降低了焊剂的使用量;本发明采用细丝或薄窄带银钎料绕制成簧状,能够增大簧状钎料整体与待焊工件的接触面积,从而保证在相同温度下加快热量传导速度,进而加快钎料熔化的速度,缩短钎料的融化时间,避免待焊工件产生过热或过烧的隐患。此外,本发明所述簧状钎料的圈数至少为两圈,可提供足够量的填充合金,药皮的厚度控制在0.07〜0.68 mm之间,使药皮与簧状钎料在钎焊时能更好的融合,特别适用于机械、空调及制冷等多个行业铜或钢薄壁管路的钎焊。配合感应或炉中加热,可实现定量供给钎料,以及高效自动化生产,得到的接头质量统一;通过与火焰钎焊工艺采用的钎料粘钎剂或预涂钎剂的方法进行对比,采用本发明生产的环保型药皮铜钎料,降低了焊漏、焊堵的发生率,提高了产品质量。本发明所用的钎料细丝的截面结构可以是圆形、扁圆形、椭圆形、方形、多边形等形状。
[0011] 本发明所述的钎剂液不含有机粘结剂;钎剂液为钎剂的饱和溶液(或过饱和溶液),当饱和溶液变为过饱和溶液时,钎剂溶液会发生结晶,相邻晶核联结在一起,晶体交互生长最后形成具有有一定强度、硬度的药皮(如硼酐与水发生化学反应:Β203 + 3Η20—2H3B03),与钎料芯牢固的结合在一起。
[0012] 本发明的簧状环保型药皮银钎料环,由于不含有机粘结剂,符合ROHS标准,钎焊燃烧时大大减轻了对环境的污染,进而保护了操作员工的身体健康,并大大减轻了钎焊过程的劳动强度。
附图说明
[0013]图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0014] 如图1所示,本发明所述的簧状环保型药皮银钎料环,由直径0.3 mm〜1.2 mm的细丝(截面结构可以是圆形、扁圆形、椭圆形、方形或多边形)或薄窄带银钎料绕制而成的至少两圈(图中显示为五圈)中径为2.0 mm〜56.0 mm的簧状银钎料芯I和包覆在簧状银钎料芯外的银钎剂药皮2组成,簧状银钎料芯I的节距(相邻两圈对应点在中径上的轴向距离)为丝径〜(丝径+1 ) mm;银钎剂包括无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、硼酸、硼酸盐、单质硼中的至少一种,将所述银钎剂、聚乙烯醇、甲基纤维素和水按照50%〜80%: 0%〜20%: 0%〜20%: 20%〜50%之比例配制成钎剂液后,依靠自身的粘接力直接涂覆在簧状银钎料芯的外表面形成药皮2,干燥后即可得到簧状环保型药皮银钎料环成品。其中药皮2的厚度为0.07〜0.68mm,其重量占成品银钎料环总重量的4%〜18%。
[0015] 下面通过具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0016] 实施例1
[0017] 本发明所述的簧状环保型药皮银钎料环,其制备方法为:
[0018] a)将银、铜、锌、锡按34:36:27.5:2.5之比例配好并进行熔炼,浇铸成Φ50 mm的棒状钎料合金铸锭,切去冒口然后将铸锭车削去除氧化皮,待用;
[0019] b)将钎料挤压设备升温至460 °C,将车好的铸锭置于马弗炉内预热,预热温度为470 °C,将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内,挤压成Φ 1.7 mm的钎料丝,并拉拔至Φ0.7 mm的银钎料丝;
[0020] c)将拉拔好的银钎料丝清洗后放入制环设备的料盘内,将银钎料丝绕制成具有中空结构的中径为Φ4.5 mm、圈数为4圈、节距(相邻两圈对应点在中径上的轴向距离)为0.72mm的簧状钎料芯;
[0021] d)将含有68%的银钎剂置于容器内并加入2%聚乙烯醇和30%水制成有粘度的饱和钎剂液,所述银钎剂包含42%氟化钾、23%氟硼酸钾、35%硼酐;
[0022] e)将钎剂液涂覆到簧状银钎料芯的表面,钎剂液靠自身的粘度粘结到簧状钎料环的表面形成药皮;
[0023] f)干燥,即可得到成品簧状药皮银钎料环。
[0024] 实施例2
[0025] 本发明所述的簧状环保型药皮银钎料环,其制备方法为:
[0026] a)将银、铜、锌、镍、锰按49:16:23:4.5:7.5之比例配好并进行熔炼,浇铸成Φ 50mm的棒状钎料合金铸锭,切去冒口然后将铸锭车削去除氧化皮,待用;
[0027] b)将钎料挤压设备升温至460 °C,将车好的铸锭置于马弗炉内预热,预热温度为470 °C,将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内,挤压成Φ 2.5 mm的钎料丝,并拉拔至Φ1.0 mm的银钎料丝;
[0028] c)将拉拔好的银钎料丝清洗后放入制环设备的料盘内,将银钎料丝绕制成具有中空结构的中径为Φ8.0mm、圈数为2圈、节距(相邻两圈对应点在中径上的轴向距离)为1.0mm的簧状钎料芯;
[0029] d)将含有36%的银钎剂置于容器内并加入4%甲基纤维素和40%水制成有粘度的饱和钎剂液,所述银钎剂包含40%氟化锂、25%氟硼酸钾、35%硼酸;
[0030] e)将钎剂液涂覆到簧状银钎料芯的表面,钎剂液靠自身的粘度粘结到簧状钎料环的表面形成药皮;
[0031] f)干燥,g卩可得到成品簧状药皮银钎料环。
[0032] 实施例3
[0033]制备步骤同实施例1,其区别点在于:钎料成分为银:铜:锌=45:30:25;将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内,挤压成Φ2.0 mm的钎料丝,并乳压成厚度为0.9 mm的扁圆形银钎料;然后再将扁圆形银钎料制成中径为¢6.0 mm的簧状银钎料芯;将含有20%氟化钠、35%氟硼酸钾、42%硼酸、3%单质硼的银钎剂置于容器内并加入水制成有粘度的饱和钎剂液。
[0034] 实施例4
[〇〇35] 制备步骤同实施例1,其区别点在于:钎料成分为银:铜:锌:锡:镍=50:21.5:27:1:
0.5;将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内,挤压成¢2.0 mm的钎料丝,并乳压成厚度为 1.2 mm的扁圆形银钎料;然后再将扁圆形银钎料制成中径为¢48.0 mm的簧状银钎料芯。

Claims (3)

1.一种簧状环保型药皮银钎料环,其特征在于:它由细丝或薄窄带银钎料绕制而成的至少两圈中径为2.0 mm〜56.0 mm的簧状银钎料芯(I)和包覆在所述簧状银钎料芯外的银钎剂药皮⑵组成,所述银钎剂药皮⑵占整个银钎料环总重量的4 %〜18 %,其厚度为0.07〜0.68mm;所述银钎剂包括无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、硼酸盐、单质硼中的至少一种,将所述银钎剂、聚乙烯醇、甲基纤维素和水按照50%〜80%: 0%〜20%: 0%〜20%: 20%〜50%之比例配制成有粘度的钎剂饱和溶液后,直接涂覆在所述簧状银钎料芯的外表面,干燥后即可得到簧状环保型药皮银钎料环成品。
2.根据权利要求1所述的簧状环保型药皮银钎料环,其特征在于:所述簧状银钎料芯各组分的重量百分比为JSAg 1.5〜65.0%,铜Cu 15.0〜65.0%,锌Zn 4〜42.0% JgSn O〜6.0%,镉Cd O〜25.0%,磷P 0%〜8.0%,镍Ni O〜6.0%,锰Mn O〜8.0%,硅Si O〜5.0%,微量元素O〜1.0%;所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、L1、Re中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的簧状环保型药皮银钎料环,其特征在于:所述簧状银钎料芯(I)的节距等于丝径至丝径+1mm,其截面结构为圆形、椭圆形或方形。
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Application publication date: 20150916

Assignee: China Machinery Intelligent Equipment Innovation Research Institute (Ningbo) Co.,Ltd.

Assignor: ZHENGZHOU RESEARCH INSTITUTE OF MECHANICAL ENGINEERING Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021990000096

Denomination of invention: Environment friendly silver solder ring with spring-shaped coating

Granted publication date: 20170517

License type: Common License

Record date: 20210209