CN107322179A - 一种低温自钎剂铝硅焊环 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温自钎剂铝硅焊环，由铝粉、铝硅合金粉、铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉机械合金化而成。通过向铝硅合金粉末中添加铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉，降低了钎料融化温度，可用于钎焊3XXX系铝合金和纯铝以外的铝合金，有利于铝合金的推广应用。本发明所述方法可实现连续挤压，无需混合粉末在挤压筒保温，提高了生产效率。压坯放入氮气保护炉中保温，有利于保持钎剂活性。

Description

一种低温自钎剂铝硅焊环
技术领域
本发明涉及一种低温自钎剂铝硅焊环。
背景技术
铝在工业生产和社会生活中的应用非常广泛，由于比重小，导电、导热性好，铸造性和机械加工性优良，铝在现代工业材料中的重要作用不可替代。在航空、航天、通信、汽车、高速列车、城市轻轨、船舶、电子、家电、生活用品等方面，为了减轻重量、提高功效、增强美观，以铝代铜取得了可喜的成就。这些成就的取得很大程度上依赖于铝铝焊接技术的发展，尤其是铝铝钎焊工艺的不断进步。
铝及铝合金较之其它合金难于钎焊之处，在于其表面有一层极其致密的氧化膜。这层氧化膜的性质非常稳定，能够充分抵抗大气的侵蚀，它又能在旧膜被破坏时立即形成新膜，所以铝及铝合金的钎焊必须使用专用钎剂。
通常铝及铝合金材料的钎焊是将铝合金钎料、钎剂供给到结合部位进行加热，存在着钎焊作业麻烦、钎剂使用量难以均匀化、过量的钎剂污染钎焊产品和钎焊炉等问题。为了解决这些问题，国内外研发单位开发了具有自钎剂性能的铝硅钎料，比如汽车空调、冰箱制冷、散热器等行业的铝管焊接时直接用具有自钎剂作用的铝焊环焊接，简化了操作工艺，提高了工作效率。但铝硅合金塑形不好，由丝绕制成环的效率极其低下；而由铝硅粉、钎剂粉混合均匀后热压成管——切断成环的工艺，为保证挤出钎料管的成形性，在压制过程中需要一定压力下保温几十分钟，效率低下。
铝及其合金难于钎焊另一因素在于铝硅共晶钎料熔化温度过高，除了3XXX系铝合金以及纯铝外，基本无法用来钎焊其余系铝合金，限制了钎焊在汽车空调、冰箱制冷、散热器等行业的铝管焊接的应用。开发低熔点高可靠性铝合金钎料是急需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的是针对铝硅焊料温度过高的问题，通过添加铜、镍、锡、铋、铟等元素发展低熔点的铝硅焊料。通过机械合金化、热压、校直、切断等工艺开发一种低温自钎剂铝硅焊环。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明所述的低温自钎剂铝硅焊环，由铝粉、铝硅合金粉、铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉机械合金化而成。所述铝硅合金粉重量百分比为35～85%，粒度为30～100目，其中铝硅合金含硅量的重量百分比为10～13%；所述金属铜粉末重量份数为5～27%，粒度为100～200目，其中铜粉纯度≥99.5%；所述镍粉重量份数为0～6%，粒度为100～200目，其中镍粉纯度≥99.8%；所述金属锡粉末重量份数为0～3%，粒度为100～200目，其中锡粉纯度≥99.9%；所述铋粉重量份数为0～2%，粒度为100～200目，其中铋粉纯度≥99.9%；所述铟粉重量份数为0～1.5%，粒度为100～200目，其中铟粉纯度≥99.9%；所述铝粉重量份数为余量，粒度为100～200目，其中铝粉纯度≥99.0%。
所述的低温自钎剂铝硅焊环通过向铝硅合金粉末中添加铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉，降低了钎料融化温度，可用于钎焊3XXX系铝合金和纯铝以外的铝合金。
所述的低温自钎剂铝硅焊环是由特定装置制备，所述的特定装置由切断装置、校直装置、模具装置、加热装置、挤压杆、装料筒和挤压筒组成。
所述的特定装置按照如下特定工序制备而成：通过加热装置将挤压筒加热到150℃，通过移模使模具装置中压坯模具A处于工作状态，将机械合金化后的混合金属粉末与氟铝酸钾、氟铝酸铯混合钎剂均匀混合后通过装料筒装入挤压筒中，挤压杆压实，重复装料——压实工序，直到得到所需尺寸的压坯，移模使模具装置中推出模具B处于工作状态，挤压杆将压坯推出，重复上述过程，得到所需数量的压坯，通过加热装置将挤压筒加热到450℃，同时将压坯放入氮气保护的炉中350℃保温40min，移模使模具装置中成型模具C处于工作状态，挤压杆挤压压坯得到所需尺寸管状钎料，管状钎料通过校直装置校直后由切断装置切成焊环；此工序只需压制一定数量的粉坯即可实现连续挤压，提高生产效率；压坯放入氮气保护炉中保温，有利于保持钎剂活性。
通过更换模具装置中成型模具，所述的低温自钎剂铝硅焊环可制成不同规格，还可以是方形、三角形等异形。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明所述的低温自钎焊剂铝硅焊环，通过添加铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉，降低了钎料融化温度，可用于钎焊3XXX系铝合金和纯铝以外的铝合金，有利于铝合金的推广应用。
（2）本发明所述的特定装置通过对普通挤压机稍加改造就可实现，工艺对设备要求较低。
（3）本发明所述的特定工序可实现连续挤压，无需混合粉末在挤压筒保温，提高了生产效率；压坯放入氮气保护炉中保温，有利于保持钎剂活性。
（4）本发明所述的特定装置通过更换模具装置中成型模具，可以得到不同规格、不同形状的铝硅焊环。
附图说明
图1是本发明所述特定装置的结构示意图。
1. 切断装置 2. 校直装置 3. 模具装置 4.加热装置 5. 挤压杆 6. 装料筒 7. 挤压筒。
图2是本发明所述模具A、B、C的示意图。
A 压坯模具 B 推出模具 C 成型模具。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
本发明所述低熔点铝硅钎料，由铝粉、铝硅合金粉、铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉机械合金化而成。所述铝硅合金粉重量百分比为35～85%，粒度为30～100目，其中铝硅合金含硅量的重量百分比为10~13%；所述金属铜粉末重量份数为5～27%，粒度为100～200目，其中铜粉纯度≥99.5%；所述镍粉重量份数为0～6%，粒度为100～200目，其中镍粉纯度≥99.8%；所述金属锡粉末重量份数为0～3%，粒度为100～200目，其中锡粉纯度≥99.9%；所述铋粉重量份数为0～2%，粒度为100～200目，其中铋粉纯度≥99.9%；所述铟粉重量份数为0～1.5%，粒度为100～200目，其中铟粉纯度≥99.9%；所述铝粉重量份数为余量，粒度为100～200目，其中铝粉纯度≥99.0%。
如图1所示，本发明的所述的制备低温自钎剂铝硅焊环的特定装置，由切断装置1、校直装置2、模具装置3、加热装置4、挤压杆5、装料筒6、挤压筒7组成。所述模具装置3可以通过移模，实现压坯、推出、挤压等工序。
工作时，通过加热装置4将挤压筒7加热到150℃，通过移模使模具装置3中压坯模具A处于工作状态，将机械合金化后的混合金属粉末与氟铝酸钾、氟铝酸铯混合钎剂均匀混合后通过装料筒6装入挤压筒7中，挤压杆5压实，重复装料——压实工序，直到得到所需尺寸的压坯；移模使模具装置3中推出模具B处于工作状态，挤压杆5将压坯推出，重复上述过程，得到所需数量的压坯。通过加热装置4将挤压筒7加热到450℃，同时将压坯放入氮气保护的炉中350℃保温40min，移模使模具装置3中成型模具C处于工作状态，挤压杆5挤压压坯得到所需尺寸管状钎料。管状钎料通过校直装置2校直后由切断装置1切成焊环。挤压杆5一个工作行程后，退出挤压筒7，重复放入压坯——挤压过程，实现连续挤压。
一种用于焊接铝合金的低温自钎剂铝硅焊环，其组分及其重量分数为：
铝硅合金 75
铜粉 19
镍粉 0
锡粉 0
铋粉 0
铟粉 0
铝粉 余量
实施例2
一种用于焊接铝合金的低温自钎剂铝硅焊环，其组分及其重量分数为：
铝硅合金 54
铜粉 25
镍粉 2
锡粉 0
铋粉 0
铟粉 0
铝粉 余量
实施例3
一种用于焊接铝合金的低温自钎剂铝硅焊环，其组分及其重量分数为：
铝硅合金 58
铜粉 20
镍粉 0
锡粉 2
铋粉 1
铟粉 0
铝粉 余量
实施例4
一种用于焊接铝合金的低温自钎剂铝硅焊环，其组分及其重量分数为：
铝硅合金 83
铜粉 20
镍粉 3.3
锡粉 0
铋粉 0
铟粉 0.5
铝粉 余量
实施例1～4的低温自钎剂铝硅焊环熔点如表1所示。

Claims (5)

1.一种低温自钎剂铝硅焊环，其特征在于：由铝粉、铝硅合金粉、铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉机械合金化而成;所述铝硅合金粉重量百分比为35～85%，粒度为30～100目，其中铝硅合金含硅量的重量百分比为10～13%；所述金属铜粉末重量份数为5～27%，粒度为100～200目，其中铜粉纯度≥99.5%；所述镍粉重量份数为0～6%，粒度为100～200目，其中镍粉纯度≥99.8%；所述金属锡粉末重量份数为0～3%，粒度为100～200目，其中锡粉纯度≥99.9%；所述铋粉重量份数为0～2%，粒度为100～200目，其中铋粉纯度≥99.9%；所述铟粉重量份数为0～1.5%，粒度为100～200目，其中铟粉纯度≥99.9%；所述铝粉重量份数为余量，粒度为100～200目，其中铝粉纯度≥99.0%。
2.根据权利要求1所述的低温自钎剂铝硅焊环，其特征在于：通过向铝硅合金粉末中添加铜粉、镍粉、锡粉、铋粉、铟粉，降低了钎料融化温度，可用于钎焊3XXX系铝合金和纯铝以外的铝合金。
3.根据权利要求1所述的低温自钎剂铝硅焊环，其特征在于：它是由特定装置制备，所述的特定装置由切断装置（1）、校直装置（2）、模具装置（3）、加热装置（4）、挤压杆（5）、装料筒（6）和挤压筒（7）组成。
4.根据权利要求1所述的低温自钎剂铝硅焊环，其特征在于：它由所述的特定装置按照如下特定工序制备而成：通过加热装置（4）将挤压筒（7）加热到150℃，通过移模使模具装置（3）中压坯模具A处于工作状态，将机械合金化后的混合金属粉末与氟铝酸钾、氟铝酸铯混合钎剂均匀混合后通过装料筒（6）装入挤压筒（7）中，挤压杆（5）压实，重复装料——压实工序，直到得到所需尺寸的压坯，移模使模具装置（3）中推出模具B处于工作状态，挤压杆（5）将压坯推出，重复上述过程，得到所需数量的压坯，通过加热装置（4）将挤压筒（7）加热到450℃，同时将压坯放入氮气保护的炉中350℃保温40min，移模使模具装置（3）中成型模具C处于工作状态，挤压杆（5）挤压压坯得到所需尺寸管状钎料，管状钎料通过校直装置（2）校直后由切断装置（1）切成焊环。
5.根据权利要求1所述的低温自钎剂铝硅焊环，其特征在于：通过更换模具装置（3）中成型模具，其可制成不同规格，还可以是方形、三角形等异形。
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CN113319464A (zh) * 2020-09-01 2021-08-31 郑州机械研究所有限公司 一种环状镍基自钎钎料及其制备方法和应用
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