CN105643145B - 一种用于镁合金钎焊的钎剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于镁合金钎焊的钎剂，该钎剂包括以下质量百分比的原料：6～24％CaCl2，3～12％LiCl，4～7％Na3AlF6，余量为己二酸。本发明的一种用于镁合金钎焊的钎剂，能够清洗镁合金表面的氧化铝、氧化镁等氧化膜，在钎焊温度270～350℃以下具有较好的去膜效果；钎焊镁合金用的钎剂熔点低，经济性好。

Description

一种用于镁合金钎焊的钎剂
技术领域
本发明涉及用于镁合金钎焊的钎剂，属于钎焊领域。
背景技术
镁及其合金是迄今为止能够应用于工业的最轻、最便宜的金属结构材料之一，具有高比强度，高比刚度，良好的阻尼减震性、导热性等优点，且其在地壳中的蕴含量较高，可达到2.1％～2.7％，我国的矿石镁资源和海水卤水镁资源也十分丰富。镁合金在提高材料利用率、减轻结构重量、降低成本等方面独占优势，成为国家重点发展与应用的新型结构材料。镁合金已经在航空、航天、汽车和电子设备等领域得到了应用，并发挥着重要作用。
从20世纪六七十年代，镁合金钎焊技术开始研究和发展，其中火焰钎焊、炉中钎焊和浸渍钎焊广泛应用于镁合金的连接。
但是，镁具有很高的化学活性，氧化性比铝的还强，并且形成氧化镁很稳定，较难除去。氧化膜的存在导致液态钎料难以与母材铺展和润湿，致使得到的钎焊接头质量较差。去除氧化膜作为钎焊过程中关键步骤，主要方法有钎剂去膜、气体介质去膜、机械及物理去膜。钎剂作为目前应用最广泛、最有效的去膜方法，在液态钎料和母材润湿的过程中起主要作用。
申请号为201210448154.8的专利公开了一种焊接含镁铝合金的钎剂，其组成包括有AlF3-CsF系钎剂，氟化锌及氟化锡。但是，主要起去膜作用的CsF的价格较为昂贵，大大增加了生产的成本，不适合于工业上的大量应用。申请号为201510339134.0的专利发明了一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，该钎剂包括：氯化锌0～40％，氯化铵0～40％，氯化锌和氯化铵不同时为零，1～25％氯化亚锡，余量为己二酸及不可避免的杂质。该钎剂主要去除镁合金氧化膜中的Al2O3，对于去除MgO的效果欠佳，在镁合金表面的MgO会导致钎料难以润湿氧化膜，也难于与氧化镁形成牢固连接，即使在焊接前机械清除，也会很快再生成，而且在焊接加热时，使得氧化镁更快重新生成，造成焊接质量低。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于镁合金钎焊的钎剂，能够清洗镁合金表面的氧化铝、氧化镁等氧化膜，去膜效果好。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于镁合金钎焊的钎剂，该钎剂包括以下质量百分比的原料：6～24％CaCl2，3～12％LiCl，4～7％Na3AlF6，余量为己二酸。
作为优选，该钎剂包括以下质量百分比的原料：6～20％CaCl2，3～10％LiCl，4～7％Na3AlF6，余量为己二酸。
作为优选，该钎剂包括以下质量百分比的原料：7～16％CaCl2，4～8％LiCl，4～7％Na3AlF6，余量为己二酸。
作为优选，该钎剂包括以下质量百分比的原料：8～12％CaCl2，5～6％LiCl，4～7％Na3AlF6，余量为己二酸。
本发明的钎剂，己二酸作为基体组元，主要控制钎剂的熔点，使钎剂具有较低的熔点。此外，己二酸中的两个羧基可通过皂化反应与氧化膜作用，有一定的去膜效果。同时，己二酸作为大分子化合物，具有一定的成膜性，可在钎焊过程中形成液态薄膜将待钎焊表面和钎料覆盖，防止去除氧化膜后的金属与空气接触后再被氧化。氯化钙作为去膜剂，吸水后与水反应生成的络合物溶解氧化镁。钠和锂的第一电离能小于镁的第一电离能，而且钠和锂得静电势小于镁的静电势，因此，钠离子和锂离子容易以离子形式与MgO反应。钎剂中的F-促使离子化合物解体，Na3AlF6提供Na+，LiCl提供Li+，Na+和Li+夺取MgO中的O2-离子，在熔融状态下发生的离子反应为：
2Na3AlF6+2LiCl+4MgO＝3Na2O+Li2O+MgCl2+Mg3(AlF6)2上述离子反应导致氧化膜溶解破裂，而且Na+的离子性强于Cs+，Na3AlF6的去膜效果优于CsF。
有益效果：本发明的用于镁合金钎焊的钎剂，具有以下优点：
(1)本发明的钎焊镁合金用的钎剂熔点低，经济性好。
(2)本发明的钎焊镁合金用的钎剂在钎焊温度270～350℃以下具有较好的去膜效果。
具体实施方式
(1)实施例1
一种钎焊镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的组成：6％CaCl2，3％LiCl，7％Na3AlF3，余量为己二酸。
本实例中钎焊镁合金用的钎剂采用以下方法制备得到：按照本实施例中的CaCl2、LiCl、Na3AlF3和己二酸的质量百分比城区所需的分析纯原料，采用机械研磨后搅拌均匀的方法进行配制。将称量好的组分一次放入研钵，然后使用研磨棒快速进行反复研磨，再用药匙搅拌均匀后，放入磨口瓶中备用或者直接使用。需要注意的是CaCl2吸水性极强，因此在进行配制前必须进行脱水处理，现配现用。
(2)实施例2
一种钎焊镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的组成：8％CaCl2，12％LiCl，6％Na3AlF3，余量为己二酸。
制备过程同实施例1。
(3)实施例3
一种钎焊镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的组成：15％CaCl2，10％LiCl，5％Na3AlF3，余量为己二酸。
制备过程同实施例1。
(4)实施例4
一种钎焊镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的组成：20％CaCl2，8％LiCl，7％Na3AlF3，余量为己二酸。
制备过程同实施例1。
(5)实施例5
一种钎焊镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的组成：24％CaCl2，8％LiCl，4％Na3AlF3，余量为己二酸。
制备过程同实施例1。
将实施例1～5按照GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》进行钎料铺展试验，试验在精确度±5℃的箱式电阻炉中进行钎料为0.5g的半球形Sn-30Zn钎料，加热温度为370℃，保温时间为5min。试验结束后对钎料的铺展面积进行测量，结果填入表1中。
表1各实施例润湿性试验铺展面积
编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
铺展面积 94.25 97.36 103.64 106.71 117.47
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于镁合金钎焊的钎剂，其特征在于：该钎剂由以下原料按照以下质量百分比组成：6~24%CaCl2，3~12%LiCl，4~7%Na3AlF6，余量为己二酸。
2.根据权利要求1所述的用于镁合金钎焊的钎剂，其特征在于：该钎剂由以下原料按照以下质量百分比组成：6~20%CaCl2，3~10%LiCl，4~7%Na3AlF6，余量为己二酸。
3.根据权利要求2所述的用于镁合金钎焊的钎剂，其特征在于：该钎剂由以下原料按照以下质量百分比组成：7~16%CaCl2，4~8%LiCl，4~7%Na3AlF6，余量为己二酸。
4.根据权利要求3所述的用于镁合金钎焊的钎剂，其特征在于：该钎剂由以下原料按照以下质量百分比组成：8~12%CaCl2，5~6%LiCl，4~7%Na3AlF6，余量为己二酸。
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