CN104907727A - 药芯银钎料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种药芯银钎料，包括银基钎料外层和填装其内的银钎剂药芯，所述银基钎料外层为由带状钎料旋转卷制而成的具有螺旋搭接缝的管状结构。其制备方法为：按常规方法熔炼并制成带状银基钎料，并对内表面进行粗糙化处理；然后旋转卷制成搭接缝呈螺旋状的管状结构，并在卷制过程中将银钎剂加入管内形成药芯；通过轧制或拉拔工艺制成符合要求的药芯银钎料。本发明的优点在于实现了钎剂方便、高效的预加入，钎焊时具有装配方便，易实现自动化生产、成本低等优点，有利于自动化钎焊工艺的推广应用。

Description

药芯银钎料及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料，尤其是涉及一种药芯银钎料，本发明还涉及该药芯银钎料的制备方法。
背景技术
银钎料熔点适中，焊接工艺性好，具有良好的强度、韧性、导电性、导热性和耐蚀性，是应用最广的一类硬钎料。近年来我国空调、制冷行业在经历了2008年经济危机低谷以后触底反弹，特别是2013年在国家城镇化建设、家电下乡、节能惠民补贴等政策扶持下，迅速企稳回升，为银钎料的应用提供了可持续增长的空间。
传统的钎焊工艺是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，且容易出现焊接缺欠，随之而来的返工、返修甚至报废，会造成银钎料和原材料的浪费，增加制造成本。此外，钎料粘钎剂或预先涂覆钎剂的过程增加了一次焊前操作，增加了工序和操作时间，并在钎焊工艺中又增加一个变量，从而影响焊接产品的一致性和质量的稳定性。此种钎焊工艺复杂、生产效率低、成本高、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，不仅大量浪费钎剂，而且焊后工件表面的钎剂残渣较难清洗，易腐蚀接头；另外接头的焊接质量多依赖于操作员的水平，易产生缺陷。
随着现代化制造业加大对钎焊成本的控制（表现为自动化焊接逐渐取代人力成本增加的手工焊接，银钎料用量的精确控制），以及外界对企业环境责任的关注度不断加大，药芯银钎料在这种产业升级需求下应运而生。
药芯银钎料是由带状银钎料包覆一定比例的粉末钎剂制成，它与传统的实芯钎料相比，具有以下优点：药芯银钎料自带钎剂，钎焊时减少添加钎剂的工序，具有焊接效率高、成分调节灵活、节能节材、焊剂用量少、污染小、焊缝成形美观等优点，适用于连续自动焊接。
中国专利CN102513726 A公开的“银基药芯焊丝及制造方法”中，就记载了一种采用无缝挤压灌芯生产工艺制造银铜锌无缝药芯焊丝的方法；但该方法单个挤压坯锭重量有限，生产效率有一定的局限性，还存在钎剂断空的隐患。中国专利CN104384744 A公开的“一种药芯焊条的制备方法”，记载了将银钎料薄带进行轧辊卷曲变形，形成向上开口的U型带，加入银钎剂的U型带经过轧辊轧制变形成为搭接的管状结构的药芯焊丝，该方法生产的药芯银钎料中的钎剂较为紧实，没有断缺，含量稳定，但该成形工艺较复杂，成本较高。现有卷制而成的对接缝药芯银钎料，难以避免在对接缝中存在微小的缝隙，在运输和使用过程中，存在的缝隙容易出现漏粉（钎剂漏出钎料管）现象，同时杂质、污物和水蒸气也容易通过此缝隙进入内芯，影响药芯钎料的质量，导致钎料无法正常润湿焊接母材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产效率高、生产成本低，钎剂均匀且不易漏粉的药芯银钎料，本发明还提供该药芯银钎料的制备方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的药芯银钎料，包括银基钎料外层和填装其内的银钎剂药芯，所述银基钎料外层为由带状钎料旋转卷制而成的具有螺旋搭接缝的管状结构。
所述带状钎料的厚度为0.1~0.8mm、宽度为3.0~26.0mm，所述螺旋搭接缝的搭接宽度为0.2~5.0mm。
所述带状钎料的内表面为粗糙面。
所述银钎剂药芯占所述药芯银钎料总重量的4.0~25.0%。
所述银基钎料外层中各成分的重量百分比为：银Ag  1.5～65.0%、铜Cu  20.0～65.0%、锌Zn 4～42.0%、锡 Sn 0～6.0%、镉 Cd 0～26.0%、镍 Ni 0～6.0%、锰 Mn:0～8.0%、硅Si  0～5.0%、微量元素0～1.0%；所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、Li、Re中的至少一种。
所述银钎剂为无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、氟铝酸钾、硼酸盐、单质硼中的至少一种或两种以上的混合物，银钎剂可以是粉状、膏状或块状等形式。
本发明所述药芯银钎料的制备方法包括下述步骤：
第一步，按常规方法进行银基钎料铸锭的熔炼，并制备成带状钎料；
第二步，将带状钎料的内表面进行粗糙化处理；具体方法可采用喷砂、机械摩擦或加工成带有凹槽的不平整面；
第三步，将带状钎料旋转卷制成搭接缝呈螺旋状的管状结构（其横截面可以为圆形、扁圆形、椭圆形或多边形等），并在卷制过程中将银钎剂（可以粉状、膏状或块状等形式）加入管内形成药芯；
第四步，通过常规轧制或拉拔工艺制造成符合要求的药芯银钎料。
进一步的，制得的药芯银钎料还可以加工成具有中空结构的环状钎料或至少两圈的螺旋环状结构。
本发明的优点在于实现了钎剂方便、高效的预加入，钎焊时具有装配方便，易实现自动化生产、成本低等优点，有利于自动化钎焊工艺的推广应用。制备时，将带状钎料内表面进行粗糙化处理，能阻止钎料加工时钎剂流动，提高钎剂的均匀性；将带状钎料旋转卷制成搭接缝呈螺旋状的管状，生产效率高，生产成本低且不易漏粉，焊接时工艺性好，在相同热量输入条件下，本发明的药芯银钎料比实芯钎料更易于传热、熔化；本发明更容易准确控制钎剂的用量，有效降低了焊剂的使用量，与同等重量同规格的实芯钎料相比，本发明的药芯银钎料可以焊接更多数量的工件，大大节约了成本，同时可获得精密光亮、质量稳定的接头，并大大减轻了钎焊过程的劳动强度和环境污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的断面图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明所述的药芯银钎料，包括银基钎料外层和填装其内的银钎剂药芯1，银基钎料外层为由内表面为粗糙面的带状钎料2旋转卷制而成的具有螺旋搭接缝3的管状结构；所用的带状钎料2的厚度为0.1~0.8mm、宽度为3.0~26.0mm，螺旋搭接缝3的搭接宽度为0.2~5.0mm，其中银钎剂药芯占成品药芯银钎料总重量的4.0~25.0%。
银基钎料外层中各成分的重量百分比为：银Ag  1.5～65.0%、铜Cu  20.0～65.0%、锌Zn 4～42.0%、锡 Sn 0～6.0%、镉 Cd 0～26.0%、镍 Ni 0～6.0%、锰 Mn:0～8.0%、硅Si  0～5.0%、微量元素0～1.0%；所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、Li、Re中的至少一种。
银钎剂为无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、氟铝酸钾、硼酸盐、单质硼中的至少一种或两种以上的混合物，银钎剂可以是粉状、膏状或块状等形式。
本发明药芯银钎料的制备方法包括下述步骤：
第一步，按常规方法进行银基钎料铸锭的熔炼，并制备成带状钎料；
第二步，将带状钎料的内表面进行粗糙化处理，具体方法可采用喷砂、机械摩擦或直接将其加工成带有凹槽的不平整面，避免加工过程中钎剂流动；
第三步，将带状钎料旋转卷制成搭接缝3呈螺旋状的管状结构，并在卷制过程中将银钎剂（粉状、膏状或块状均可）加入管内形成药芯2；
第四步，通过常规轧制或拉拔工艺制造成符合要求的药芯银钎料。得到的成品药芯银钎料还可进一步加工成具有中空结构的环状钎料或至少两圈（节距小于1mm）的螺旋环状结构。
下面通过具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1：
本发明所述的药芯银钎料，其制备方法如下：
a）将银、铜、锌按比例配好并进行熔炼，浇铸成Φ50 mm的棒状BAg45Cu30Zn25钎料铸锭，切去冒口然后将铸锭车削去除氧化皮待用；
b）将钎料挤压设备升温至460 ℃，将车好的铸锭置于马弗炉内预热，预热温度为470 ℃，将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内，挤压成厚度5.0 mm、宽度8.5mm的带状钎料，并扎制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成厚度0.2 mm、宽度7.5mm的钎料带；
c）将带状钎料一面进行喷砂毛化处理；
d）将含有15%硼砂、10%氟化钾、20%氟硼酸钾、55%硼酸的银钎剂均匀混合，在100℃~130℃的低真空干燥箱中烘干200min，冷却待用；
e）将带状钎料旋转卷制成搭接缝呈螺旋状的管状钎料，经过喷砂打毛的面为内表面，在卷制过程中将银钎剂加入管状钎料内；
f）将含钎剂的管状钎料通过轧制或拉拔制成所需尺寸的药芯钎料。
实施例2
本发明所述的药芯银钎料，其制备方法如下：
a）将银、铜、锌、锡按比例配好并进行熔炼，浇铸成Φ50 mm的棒状BAg34Cu36Zn27.5Sn2.5钎料铸锭，切去冒口然后将铸锭车削去除氧化皮待用；
b）将钎料挤压设备升温至460 ℃，将车好的铸锭置于马弗炉内预热，预热温度为470 ℃，将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内，挤压成厚度5.5 mm、宽度8.6mm的带状钎料，并扎制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成厚度0.2 mm、宽度7.8mm的钎料带；
c）将带状钎料的一面加工凹槽，形成不平整面；
d）将含有42%氟化钾、23%氟硼酸钾、35%硼酐的银钎剂均匀混合，在120℃的低真空干燥箱中烘干250min，冷却待用；
e）将带状钎料旋转卷制成搭接缝为螺旋状的管状钎料，带有凹槽的面为内表面，在卷制过程中将银钎剂加入管状钎料内；
f）将含钎剂的金属管通过轧制或拉拔制成所需尺寸的药芯钎料。
实施例3
    利用上述同样方法，还可制备钎料为BAg54Cu40Zn5Ni1或BAg50Cu34Zn16等多种药芯银钎料。且还可以根据需要，将上述拉拔或轧制好的药芯银钎料进一步加工成具有中空结构的环状钎料或至少两圈（节距小于1mm）的螺旋环状结构的钎料。

Claims (8)

1.一种药芯银钎料，包括银基钎料外层和填装其内的银钎剂药芯（1），其特征在于：所述银基钎料外层为由带状钎料（2）旋转卷制而成的具有螺旋搭接缝（3）的管状结构。
2.根据权利要求1所述的药芯银钎料，其特征在于：所述带状钎料（2）的厚度为0.1~0.8mm、宽度为3.0~26.0mm，所述螺旋搭接缝（3）的搭接宽度为0.2~5.0mm。
3.根据权利要求1所述的药芯银钎料，其特征在于：所述带状钎料（2）的内表面为粗糙面。
4.根据权利要求1所述的药芯银钎料，其特征在于：所述银钎剂药芯占所述药芯银钎料总重量的4.0~25.0%。
5.根据权利要求1所述的药芯银钎料，其特征在于：所述银基钎料外层中各成分的重量百分比为：银Ag  1.5～65.0%、铜Cu  20.0～65.0%、锌Zn 4～42.0%、锡 Sn 0～6.0%、镉 Cd 0～26.0%、镍 Ni 0～6.0%、锰 Mn:0～8.0%、硅Si  0～5.0%、微量元素0～1.0%；所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、Li、Re中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的药芯银钎料，其特征在于：所述银钎剂为无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、氟铝酸钾、硼酸盐、单质硼中的至少一种或两种以上的混合物。
7.权利要求1所述药芯银钎料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步，按常规方法进行银基钎料铸锭的熔炼，并制备成带状钎料；
第二步，将带状钎料的内表面进行粗糙化处理；
第三步，将带状钎料旋转卷制成搭接缝呈螺旋状的管状结构，并在卷制过程中将银钎剂加入管内形成药芯；
第四步，通过常规轧制或拉拔工艺制造成符合要求的药芯银钎料。
8.根据权利要求7所述药芯银钎料的制备方法，其特征在于：
所述第四步得到的药芯银钎料进一步加工成具有中空结构的环状钎料或至少两圈的螺旋环状结构。
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