CN106541221A - 浸蘸用的钎料膏及其制备工艺和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份为水基粘结剂5～10份，金属或合金粉末50～75份，水20～40份。一种该钎料膏的制备工艺，步骤如下：按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；将水基粘结剂与水倒入容器中，搅拌均匀；加入金属或合金粉末，搅拌均匀。上述钎料膏的使用方法为：在容器中放置一定高度钎料膏，并将钎料膏的表面刮平；将待钎焊面浸蘸到钎料膏中，并将其放入干燥箱中烘干或自然风干，得到待焊中间体；将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。本发明中的钎料膏使用过程中钎料不堵塞孔，钎焊后强度高且均匀一致。制备工艺简单。所采用的浸蘸方法，能够进一步发挥该钎料膏的优势。

Description

浸蘸用的钎料膏及其制备工艺和使用方法
技术领域
本发明涉及钎焊技术领域，尤其涉及浸蘸用的钎料膏及其制备工艺和使用方法。
背景技术
金属蜂窝板由于重量轻、强度高、刚性大、稳定性好、隔热隔声，在飞机、列车、船舶、建筑等领域中被广泛的使用。近年来，金属蜂窝与金属孔板连接组成的结构普遍应用于飞行器地面测试。该结构目前采用的连接方式主要有胶粘连接及钎焊连接。胶粘连接方法由于操作简便，曾被广泛运用。然而，其强度、使用寿命以及允许的工作环境在很大程度上受胶粘剂的性能所影响，如涂胶的均匀性、胶对金属孔板的堵塞、胶的老化等。因此胶粘连接方法已难以满足测试所需的更高的温度、寿命及稳定性的要求。
钎焊连接结构，不仅强度高，而且使用环境耐受性强，是一种非常理想的取代胶粘方法。但是钎焊连接方法工艺实施要求较高，目前采用的钎焊连接，没有理想的钎料膏以及钎焊的方法，容易出现焊钳后强度不足、金属孔板堵塞等问题，影响产品的质量及可靠性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种浸蘸用的钎料膏及其制备工艺和使用方法。以达到产品钎焊后强度高、钎料膏不堵塞，提高产品的质量以及可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 5～10份
金属或合金粉末 50～75份
水 20～40份。
其中，所述水基粘结剂在25℃的粘度为275-475CPS。
其中，所述金属或合金粉末的粒度为140～325目。
其次，提供一种上述的浸蘸用钎料膏的制备工艺，包括如下步骤：
步骤1，按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；
步骤2，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀；
步骤3，加入所述金属或合金粉末，搅拌均匀，制备成钎料膏。
其中，步骤3中搅拌均匀后，抽真空备用。
再次，提供一种上述浸蘸用钎料膏的使用方法，包括：
1)在容器中放置一定高度钎料膏，并将所述钎料膏的表面刮平；
2)将待钎焊面浸蘸到所述钎料膏中，使所述待钎焊面蘸附一层均匀的所述钎料膏，并将其放入干燥箱中烘干或自然风干，得到待焊中间体；
3)将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。
其中，所述待钎焊面为金属蜂窝上的待钎焊面，所述连接件为金属孔板。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用水基粘结剂，通过合理调控各成分的重量份数，能够有效的控制固化时间以及钎料膏的粘度，使钎料不堵孔，粘结强度大且一致。制备工艺简单，节省成本。其特殊浸蘸实施方法，能够进一步发挥该钎料膏的优势，提高粘结强度的一致性以及避免堵孔的现象。
附图说明
图1为金属蜂窝浸蘸钎料膏后的示意图；
图2为金属蜂窝与金属孔板的结构示意图；
图3为图2的侧面结构示意图；
图4为本发明中浸蘸用钎焊膏的制备工艺流程图。
附图标记说明：
1-金属孔板 2-钎料膏 3-金属蜂窝
具体实施方式
为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对具体实施方式进行如下描述。
实施例1
该浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 5.7份
BNi2钎料粉 63.6份
水 30.7份。
其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi2钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 7.0％，B 3％，Si 4.5％，Fe3％,C 0.04％，P 0.01％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。
本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时275-350CPS，CPS为粘度单位，1CPS＝1mpa˙s。
实施例2
该浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 5份
BNi2钎料粉 50份
水 20份。
其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi2钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 6.0％，B 2.75％，Si 4.0％，Fe2.5％,C 0.02％，P 0.015％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。
本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时275-350CPS。
实施例3
该浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 10份
BNi2钎料粉 75份
水 40份。
其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi2钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 8.0％，B 3.5％，Si 5.0％，Fe3.5％,C 0.06％，P 0.02％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。
本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时275-350CPS。
实施例4
该浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 8份
BNi7钎料粉 70份
水 22份。
其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi7钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 13.0％，P 10.5％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为925-1040℃。
本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时375-475CPS。
实施例5
该浸蘸用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 5份
BNi7钎料粉 50份
水 20份。
其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi7钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 13.0％，P 10.5％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为925-1040℃。
本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时375-475CPS。
上述实施例1至5中的粘结剂采用的水基粘结剂，在钎料膏的配置过程中，衡量粘结剂最主要的核心指标主要有两个：粘度及固化时间。水基粘结剂粘度适中，固化时间也适中(自然环境下，固化时间24-72小时，烘干可以加快其固化，控制在3-5小时)。由于金属蜂窝3及金属孔板1钎焊面积一般较大，钎料不能堵孔，需要钎料膏粘度适中，以便其挂附一致；同时也需要其固化时间不能过短(否则涂覆还没完成，就已经板结)。水基粘结剂具备了上述两个关键特性。而且浸蘸用的钎料膏需具备钎料膏一致性好，浸蘸后，钎料膏附着量一致性好，附着力足够强，以免发生流动，影响添加的一致性。在实施例1-5的成分配比既能保证钎料膏各成分的均匀混合，而且在浸蘸时备件后，如金属蜂窝，每个蜂窝孔内均蘸附有钎料膏，浸蘸后附着的钎料膏高度(或深度)误差能够控制在+/-2mm内，备件在100℃温度烘干能保证5小时内达到真空钎焊所需的固化程度。请参阅图1-3，其分别为金属蜂窝浸蘸钎料膏后的示意图，金属蜂窝与金属孔板的结构示意图，以及金属蜂窝与金属孔板的侧面结构示意图。金属蜂窝3的待钎焊面上向下浸蘸钎料膏，浸蘸后将金属蜂窝3提起，钎料膏受到重力的作用，为了合理的控制钎料膏向下滴落的量以及为了避免堵孔所需的粘度，实施例1-4中的各成分的质量配比中水基粘结剂的量比金属或合金粉末的量少，使该钎料膏具有一定的流动性，使其均匀的粘附在蜂窝孔壁上，多余的量在重力的作用下滴落，避免堵孔，使粘结强度足够且一致。
在实施例1至5中的水基粘结剂与金属或合金粉末还可以选取其他种类的，选取的原则为：备件浸蘸上钎料膏2并固化后，需要真空炉加热，粘结剂先挥发，到达温度后，金属或合金粉末熔化，由此起到连接金属蜂窝3及金属孔板1的作用，这也是比一般采用胶粘连接方法更加牢固的原因。因此，水基粘结剂和金属或合金粉末的选取一定要遵循其熔点比备件(金属蜂窝3以及金属孔板1)的熔点要低。
对于真空钎焊，金属或合金粉末的粒度选择是非常重要的，粒度过小，金属或合金粉末将难以挂附在需要连接的部位(如缝隙处)；而粒度过大，金属或合金粉末不均匀，真空钎焊后其强度一致性较差。通过反复的实验与研究，最终确定本发明中的金属或合金的粒度范围为140-325目。
实施例6
如图4所示，其为本发明中制备刷涂用钎焊膏的工艺流程图，具体步骤为：
步骤1，按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；
步骤2，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀；
步骤3，加入所述金属或合金粉末，搅拌均匀，制备成钎料膏。
其中的水基粘结剂、金属或合金粉末为实施例1-5中的任一种。在步骤3中，加入金属或合金粉末，搅拌均匀后便可制备成钎料膏，还可以对此钎料膏进行抽真空之后备用，此处的抽真空主要是为了将钎料膏中残留的气泡抽走，使其在钎焊加热的过程中，金属或合金粉末熔化后无气孔，熔合更好，增加钎焊后备件强度的一致性。
实施例6
本实施例提供一种上述浸蘸用钎料膏的使用方法，包括：
1)在容器中放置一定高度钎料膏，并将所述钎料膏的表面刮平；
2)将待钎焊面浸蘸到所述钎料膏中，使所述待钎焊面蘸附一层均匀的所述钎料膏，并将其放入干燥箱中烘干或自然风干，得到待焊中间体；
3)将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。
本实施例以金属蜂窝3与金属孔板1为例，将钎料膏放置在容器中到一定高度，并且将其表面刮平，将金属蜂窝板的待钎焊面向下浸蘸到钎料膏中一定的距离，提出后，在干燥箱中烘干或自然风干，得到待钎焊中间体，将
金属孔板盖在该钎焊面上，采用电阻点焊方式装配，之后可进行真空钎焊或炉气氛钎焊，该钎焊温度根据金属或合金粉末的熔点以及金属蜂窝3、金属孔板1的熔点设定。例如，采用实施例1至3中的钎料膏2(含BNi2钎料粉)进行真空钎焊的具体过程为：抽真空后在550℃保温0.5-1h，随后升温至950℃保温0.5h，最后升温至1040℃保温10-15min，随后，冷却至开炉。采用实施例4至5中的钎料膏2(含BNi7钎料粉)进行真空钎焊的具体过程为：抽真空后在550℃保温0.5-1h，随后升温至850℃保温0.5h，最后升温至950℃保温10-15min，随后，冷却至开炉。
目前对于金属蜂窝3、金属孔板1的连接均是采用非钎焊手段，即采用胶直接粘合固化后使用，固化温度一般200-300℃，为物理方式结合，因此其使用寿命较短，强度较低，并且只能在常温下使用。但是如果采用钎焊，由于钎料膏的问题，不能均匀的涂覆在待钎焊面上，而且粘度不适当，容易出现堵孔，强度一致性较差，制造难度大，使产品的报废率高。因此本发明中的钎料膏以及采用浸蘸的使用方法配合解决了上述缺陷。而且使用本发明的钎料膏钎焊制造的结构，经爬鼓试验测试强度≥20N/cm，其强度为胶粘结构强度2倍以上，使用温度可达400℃以上(胶粘蜂窝使用温度不得超过150℃)，同时该结构可运用于各种复杂的地面测试环境中。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种浸蘸用的钎料膏，其特征在于，其包含的成分以及各自的重量份如下：
水基粘结剂 5～10份
金属或合金粉末 50～75份
水 20～40份。
2.根据权利要求1所述的刷涂用的钎料膏，其特征在于，所述水基粘结剂在25℃的粘度为275-475CPS。
3.根据权利要求1所述的浸蘸用的钎料膏，其特征在于，所述金属或合金粉末的粒度为140～325目。
4.一种权利要求1-3任一所述的浸蘸用钎料膏的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；
步骤2，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀；
步骤3，加入所述金属或合金粉末，搅拌均匀，制备成钎料膏。
5.根据权利要求4所述的浸蘸用钎料膏的制备工艺，其特征在于，步骤3中搅拌均匀后，抽真空备用。
6.一种权利要求1-5任一所述的浸蘸用钎料膏的使用方法，其特征在于，包括：
1)在容器中放置一定高度钎料膏，并将所述钎料膏的表面刮平；
2)将待钎焊面浸蘸到所述钎料膏中，使所述待钎焊面蘸附一层均匀的所述钎料膏，并将其放入干燥箱中烘干或自然风干，得到待焊中间体；
3)将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。
7.根据权利要求6所述的浸蘸用钎料膏的使用方法，其特征在于，所述待钎焊面为金属蜂窝上的待钎焊面，所述连接件为金属孔板。
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