CN111015020A - 用于钎焊铝的熔剂组合物和使用其用于钎焊铝的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于钎焊铝的熔剂组合物和使用其用于钎焊铝的方法。用于钎焊铝的组合物例如在结合之后可以具有优异的粘附性或结合强度和改善的耐腐蚀性。基于100重量份的熔剂组合物,用于钎焊铝的组合物可以包含含量为约30‑60重量份的锌基化合物、和含量为约10‑40重量份的金属钛。例如,通过使用用于钎焊铝的组合物,可以通过在不添加单独的填充金属的情况下施加并热处理熔剂而结合基体金属,从而简化结合过程并减少结合时间。

Description

用于钎焊铝的熔剂组合物和使用其用于钎焊铝的方法
相关申请的引证
本申请要求于2018年10月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0120687号的优先权的权益,将其全部内容通过引证并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于钎焊铝的组合物,或者“熔剂组合物(焊剂组合物,助熔剂组合物,flux composition)”,并且涉及使用其用于钎焊铝的方法。用于钎焊铝的组合物可以具有改善的粘附性和耐腐蚀性。
背景技术
在相关领域中,钎焊已经通过在等于或低于待在高温下结合的基体金属(基底金属,base metal)的熔点的温度下将热量施加到填充金属而不损害基体金属用于结合两个基体金属。例如,钎焊是使用具有450℃或更高的液体温度的填充金属并且施加等于或低于基体金属的固相线温度的热量用于结合两个基体金属的方法。
在钎焊中,当达到一定温度(即,钎焊温度)时,钎焊填充金属熔化并渗入两个基体金属之间,然后钎焊。因此,当填充金属与待钎焊的基体金属具有降低的润湿性时,结合能力劣化。此外,当结合间隙大时,填充金属未完全填充在两个基体金属之间,导致不完全结合。
为了减少待结合的基体金属的损坏,使用具有比基体金属更低熔点的金属作为填充金属,并且通常使用例如Ag基、Cu/黄铜基(Cu/Brass-based)、Al基、CuP基、Ni基、Au基和Pd基填充金属。
例如,安装在车辆上的空调设备诸如散热器、冷凝器、加热器、蒸发器、油冷却器或中间冷却器由于其性质而主要由铝制成。在铝材料的表面上,可形成氧化物膜,其可导致钎焊中粘附性的劣化。因此,在放置像上述的填充金属并且钎焊之前,使用用于钎焊的熔剂来清洁铝材料的表面。用于钎焊的常规熔剂组合物包括氧化锌(ZnO)和氧化钛(TiO2)。这些氧化锌和氧化钛不具有直接结合能力,但是它们是用于改善基体金属的耐腐蚀性的组分。
用于钎焊的常规方法已经将包含氧化锌和氧化钛的熔剂施加到挤出的管材料(extruded tube material),并且通过混合填充金属来热处理该熔剂。然而,氧化锌和氧化钛扩散并且与填充金属反应,或者与填充金属混合而在基体金属上不均匀地扩散,使得可能发生劣化。
因此,有必要开发一种用于钎焊的新组合物,该组合物通过改善耐腐蚀性增强组分的不均匀扩散的问题而在基体金属之间具有优异的粘附性,同时显示出优异的耐腐蚀性。
发明内容
在优选的方面,提供了一种用于钎焊的新组合物,该组合物具有优异的耐腐蚀性和粘附性(例如热处理后的粘附性),而没有在施加熔剂组合物之后混合填充金属(fillermetal)。
通过本发明构思解决的技术问题不限于上述问题,并且本发明所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
在本发明的一个方面,提供了一种用于钎焊铝的组合物(或者“熔剂组合物”)。基于100重量份的组合物,该组合物可以包含含量为约30-60重量份的锌基化合物(zinc-based compound)和含量为约10-40重量份的金属钛(Ti)。
如本文中所使用的“锌基化合物”是指可以与非金属组分(例如,氧、碳、氮、硫、磷、卤素、阴离子等)和/或金属组分(例如,As、Cr、Mo、Mn、Sb等)形成一个或多个共价键的包含锌原子的化合物。示例性锌基化合物可以包括氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、磷化物、盐或它们的复合物(络合物,complex)。
锌基化合物可以适当地包括选自由氧化锌(ZnO)、次氧化锌(zinc hypoxide)(Zn2O)和碳酸锌(ZnCO3)组成的组中的一种或多种。
如本文中所使用的“金属钛”是指下述钛材料,该钛材料包含作为主要组分,例如,大于材料总重量的约95wt%、约96wt%、约97wt%、约98wt%、约99wt%、或约99.5wt%的元素钛。
该组合物可以进一步包含含量为约10-40重量份的由以下化学式1表示的氟化铝酸盐(氟代铝酸盐,fluorinated aluminate):
[化学式1]
KxAlyFz
其中在化学式1中,x在1至6的范围内,y在1至6的范围内,z在1至6的范围内,并且(x+y):z在约1:0.1至1:3的范围内。
如本文中所使用的术语“氟化铝酸盐”是指具有包含铝原子和与铝离子结合或配位的一个或多个氟(氟化物,fluoride)的含铝阴离子的物质。优选地,氟化铝酸盐可以包括选自由KAlF、KAlF4和K3AlF6组成的组中的一种或多种。
该组合物可以基本上不含填充金属。该组合物可以不包含填充金属。可替换地,基于干燥组合物的总重量,该组合物可以包含小于或等于5wt%的填充金属。
填充金属可以适当地包括选自由Ag基填充金属、Cu/黄铜基填充金属(Cu/Brass-based filler metal)、Al基填充金属、CuP基填充金属、Ni基填充金属、Au基填充金属以及Pd基填充金属组成的组中的一种或多种。填充金属可以包括选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni以及La组成的组中的一种或多种。填充金属的粒度可以在约10-200μm的范围内。
在示例性实施方式中,基于100重量份的组合物,该组合物可以适当地包含含量为约30-60重量份的锌基化合物;含量为约10-40重量份的金属钛(Ti);和含量为约10-40重量份的氟化铝酸盐。该组合物可以基本上不含选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni以及La组成的组中的一种或多种金属。
进一步提供了可以主要由该组合物的组分组成、主要包含该组合物的组分、或由该组合物的组分组成的组合物。例如,基于100重量份的组合物,该组合物可以主要由以下组成,或者主要包含以下:含量为约30-60重量份的锌基化合物;含量为约10-40重量份的金属钛(Ti);和含量为约10-40重量份的氟化铝酸盐。
基于100重量份的组合物,该组合物可以由以下组成:含量为约30-60重量份的锌基化合物;含量为约10-40重量份的金属钛(Ti);和含量为约10-40重量份的氟化铝酸盐。
在另一个方面,提供了一种用于钎焊铝的方法。该方法可以包括将本文中所述的组合物施加在对象(主体,subject)上,并且热处理该组合物。热处理可以在约350-600℃的温度下进行。
进一步提供了一种可以包括一个或多个部件(部分,part)的铝制品(aluminumarticle)。优选地,在一个或多个部件之间的连接部件(连接部分,connection part)包括如本文中所述的组合物。例如,铝制品可以是具有如本文中所述的一个或多个连接部件的车辆的散热器(辐射器,radiator)、冷凝器、加热器、蒸发器、油冷却器或中间冷却器(中冷器,inter cooler)。
进一步提供了一种车辆(交通工具,vehicle),该车辆包括如本文中所述的具有所述连接部件中的一个或多个的铝部件。
下文公开了本发明的其它方面。
附图说明
结合附图根据以下详细描述,本发明的上述和其它目的、特征以及优点将是更明显的:
图1示出了在将包含氧化锌和氧化钛的常规熔剂组合物施加到铝基体金属,然后将填充金属与熔剂组合物混合,并且在400℃的温度下进行热处理10分钟,从而钎焊铝基体金属之后使用电子显微镜(SEM)的铝基体金属的截面。
图2示出了根据本发明的示例性实施方式在将包含氧化锌和钛的熔剂组合物施加到铝基体金属而没有填充金属,并且通过在400℃的温度下进行热处理10分钟来钎焊铝基体金属之后使用电子显微镜(SEM)的示例性铝基体金属的截面。
具体实施方式
在下文中,将详细描述本发明。
在本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式的目的,并且并不旨在限制本发明。如本文中所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确地指出。还应当进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数(整体)、步骤、操作、元素(要素)和/或组分(组件)的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数(整体)、步骤、操作、元素(要素)、组分(组件)、和/或它们的组的存在或添加。如本文中所使用的,术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任意和所有组合。
除非特别说明或从上下文中显而易见,如本文中所使用的,术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内,例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%之内。除非从上下文中另外清楚,否则本文中提供的所有数值均由术语“约”修饰。
应理解的是,如本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括广义的机动车辆,诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆(passenger automobile);包括各种艇和船的水运工具;航空器等,并且包括混合动力车辆(hybrid vehicle)、电动车辆、插入式混合动力电动车辆(plug-in hybrid electricvehicle)、氢动力车辆和其他可替代燃料车辆(例如,源自除了石油之外的资源的燃料)。如在本文中提及的,混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆,例如,汽油动力和电动力车辆。
在一个方面,基于100重量份的组合物,用于钎焊铝的组合物可以包含含量为约30-60重量份的锌基化合物和含量为约10-40重量份的金属钛(Ti)。
用于钎焊铝的组合物可以适当地包括锌基化合物,该锌基化合物可以表现出结合性能。例如,锌基化合物可以在热处理期间熔化(熔融),以增强铝材料的耐腐蚀性。
锌基化合物可以适当地包括选自由氧化锌(ZnO)、次氧化锌(Zn2O)和碳酸锌(ZnCO3)组成的组中的一种或多种。锌基化合物可以优选包括氧化锌。例如,在施加组合物之后在热处理期间,氧化锌可以适当地参与和金属钛的置换反应(取代反应,substitutionreaction)。
基于组合物的总重量,锌基化合物的含量不限于以下,但可以例如在约25-65wt%,例如约30-60wt%、约35-55wt%,或约40-50wt%的适当范围内。当锌基化合物的含量在上述范围内时,可以充分改善结合力和耐腐蚀性。当锌基化合物的含量小于预定含量范围,例如小于约25wt%时,结合力可能由于组合物中不充足的Zn含量而降低。此外,当锌基化合物的含量大于预定含量范围时,由于与金属钛未反应的大量锌基化合物,可能降低结合强度。
优选地,基于组合物的总重量,用于钎焊铝的熔剂组合物可以包含含量为约45wt%的锌基化合物。
用于钎焊铝的熔剂组合物可以包含金属钛。如本文中所使用的金属钛可以在施加熔剂组合物之后在热处理期间与锌基化合物一起参与置换反应。
如本文中所使用的,术语“置换反应”导致在将包含锌基化合物和金属钛的熔剂组合物施加到基体金属上之后在热处理期间金属锌和氧化钛(钛氧化物)的形成。特别地,置换反应可以在可以熔化所得金属锌而没有损坏基体金属的温度下,例如,在约350-600℃、约380-550℃或约390-500℃的温度下进行。
置换反应可以由以下反应式1表示。然而,具体的置换反应取决于待使用的锌化合物的类型。置换反应不限于以下:
[反应式1]
2Zn2O+4Ti+3O2→4Zn+4TiO2(反应温度:400℃)
金属钛可以是用于将锌基化合物用金属锌进行置换的置换剂(displacingagent),该金属锌可以在熔化期间显示出结合性能。通过置换反应产生的氧化钛(钛氧化物),例如二氧化钛,可能不具有脆性。因此,当使用二氧化钛时,可以充分地提高结合强度。
当包含金属Si来代替金属Ti作为与锌基化合物进行置换反应的金属时,在施加组合物之后,并且在热处理期间,可以发生如以下反应式2中所示的反应。此时产生的SiO2的脆性可能导致钎焊期间较差的结合强度。
[反应式2]
2Zn2O+4Si+O2→4Zn+4SiO2(反应温度:400℃)
基于30-60重量份的锌基化合物,可以以约10-40重量份的量包含金属钛。
例如,基于40-50重量份的锌基化合物,可以以约10-40重量份,例如15-35重量份,或20-30重量份的量包含金属钛。当金属钛的含量在预定含量范围内时,可以通过与锌基化合物的置换反应充分地改善耐腐蚀性,同时显示出优异的结合性能。当金属钛的含量小于该含量范围例如小于约10重量份时,可以增加未与金属锌置换的锌基化合物的量,因此可能降低结合强度。另外,当金属钛的含量大于预定含量范围例如大于约40重量份时,未置换的金属钛可能抑制熔化锌(熔融锌)的均匀扩散。
用于钎焊铝的熔剂组合物可以进一步包含氟化铝酸盐以提高组分的扩散能力,并且提高除去氧化铝膜的能力。氟化铝酸盐可以表示为以下化学式(1)。
[化学式1]
KxAlyFz
在化学式1中,x在1至6的范围内,y在1至6的范围内,z在1至6的范围内,并且(x+y):z在约1:0.1至1:3的范围内。
氟化铝酸盐可以适当地包括选自由KAlF、KAlF4和K3AlF6组成的组中的一种或多种。优选地,氟化铝酸盐可以包括用于提高组分的扩散能力的KAlF4。然而,本发明不限于此。
基于30-60重量份的锌基化合物,可以以约10-40重量份的量包含氟化铝酸盐。
基于约40-50重量份的锌基化合物,可以以约10-40重量份,例如约15-35重量份,和约20-30重量份的量适当地包含氟化铝酸盐。进一步地,可以以约1:4-4:1,例如约1:3-3:1、约1:2-2:1,且优选地约1:1的比率包含氟化铝酸盐与金属钛。当氟化铝酸盐的含量在预定含量范围内时,可以发生组分的均匀扩散,并且可以除去铝的氧化物膜。
此外,除了上述组分之外,用于钎焊铝的熔剂组合物可以进一步包括其它添加剂。添加剂可以包括通常包含在用于钎焊铝的熔剂组合物中的溶剂、粘合剂等。基于组合物的总重量,可以以约0.01-10wt%,例如约0.1-5wt%的量包含其它添加剂。其含量不限于此。
溶剂可以适当地包括水;醇类化合物,诸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、苯酚或它们的混合物。
粘合剂可以包括例如有机聚合物,但不限于此。有机聚合物可以适当地包括例如选自丁基橡胶、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基树脂、环氧树脂、硝化纤维素、聚乙酸乙烯酯、异氰酸酯类树脂(异氰酸酯基树脂)、聚乙烯醇中的一种或多种。优选地,粘合剂可以包括异氰酸酯类树脂。
如上所述,由于通过像上述的置换反应产生的金属锌熔化,根据本发明的用于钎焊铝的熔剂组合物可以表现出结合能力。因此,使用根据本发明的用于钎焊铝的熔剂组合物,在施加熔剂组合物之后,可以通过热处理将铝基体金属结合而没有添加单独的填充金属。
优选地,用于钎焊铝的熔剂组合物可以基本上不含填充金属。
如本文中所使用的,表述“基本上不含”可以指的是基于组合物的干重量,组分的含量小于或等于约5wt%,例如小于或等于约4wt%、小于或等于约3wt%、小于或等于约2wt%、小于或等于约1wt%,或为0wt%(即,根本不包含该组分)。
基于组合物的干重量,用于钎焊铝的熔剂组合物可以包含含量为约5wt%或更少、约4wt%或更少、约3wt%或更少、约2wt%或更少、约1wt%或更少,或者为0wt%(即,根本不包含该填料)的填充金属。
填充金属可以是用作在施加用于钎焊铝的常规熔剂组合物之后另外加入的组分的填充金属(还称为‘钎焊填充金属’),例如,以颗粒、片(plate)或它们的混合物形式的填充金属。这种填充金属的实例可以适当地包括Ag基填充金属、Cu/黄铜基填充金属、Al基填充金属、CuP基填充金属、Ni基填充金属、Au基填充金属以及Pd基填充金属等。例如,填充金属可以包括选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni以及La组成的组中的一种或多种。
特别地,当填充金属选择为Zn时,在本文中制备用于钎焊铝的熔剂组合物中,除了锌基化合物之外,不需要加入单独的金属Zn。此外,在热处理熔剂期间通过与金属钛的置换反应产生的锌金属可以与作为填充金属的Zn区分。
当用于钎焊铝的熔剂组合物包含像上述的填充金属时,组合物的结合能力可以通过填充金属与锌基化合物、和/或与通过化合物中的置换反应产生的氧化钛的反应而降低。进一步地,组分的均匀扩散可能受到阻碍,导致质量和耐腐蚀性的劣化。
特别地,实际上不包括在熔剂组合物中的填充金属可以是微粒。此外,粒度(D50)可以为约10-200μm,例如约50-100μm,但不限于此。当包含具有大于预定范围例如大于约200μm的粒度的填充金属时,可能进一步降低组分的均匀扩散能力和结合力。
优选地,根据本发明的用于钎焊铝的熔剂组合物可以包含:含量为约30-60重量份,例如约35-55重量份,或特别地约40-50重量份的锌基化合物;含量为约10-40重量份,例如约15-35重量份,或特别地约20-30重量份的金属钛;和含量为约10-40重量份,例如约15-35重量份,或约20-30重量份的氟化铝酸盐。优选地,可以以约1:4-4:1,例如1:3-3:1、1:2-2:1和1:1的重量比包含氟化铝酸盐与金属钛。进一步地,用于钎焊铝的熔剂组合物可以基本上不含填充金属,该填充金属是选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni和La组成的组中的一种或多种金属。更具体地,基于组合物的总重量,可以以约5wt%或更少,例如约4wt%或更少,约3wt%或更少,约2wt%或更少,约1wt%或更少,和0wt%(即,根本不包含)的量包含填充金属。
在本发明的另一个方面,提供了一种用于钎焊铝的方法,该方法可以包括将组合物施加在对象(例如,铝基体材料)上并对用于钎焊铝的组合物进行热处理。热处理可以在锌基化合物和金属钛之间可以发生置换反应的温度下进行。例如,温度可以高于金属锌的熔化温度(熔点),但不损坏铝基体金属。用于热处理的温度可以是例如在约350-600℃、约380-550℃和约390-500℃的合适范围内,但不限于此。
根据本发明的各个示例性实施方式,可以表现出优异的耐腐蚀性和结合强度。特别地,在施加用于钎焊铝的熔剂组合物之后,在不添加单独的填充金属的情况下,可以充分地提高结合强度。因此,可以减少对于钎焊过程所需要的时间,并且可以充分地降低经济负担。
实施例
在下文中,将详细地描述实施方式以帮助理解本发明。然而,根据本发明的实施方式可以修改为各种其他形式,并且本发明的范围不应当解释为限于以下实施方式。提供本发明的实施方式以向具有本发明所属领域中的平均知识的那些人员更全面地解释本发明。
实验例1:基于锌基化合物含量的效果评价
首先,以下表1中所示的组成将ZnO、Ti和KAlF4溶解在乙醇溶剂中,然后通过用均化器搅拌来制备用于钎焊铝的熔剂组合物。
使用由此制备的组合物通过以下方法评价结合强度和耐腐蚀性,结果示于下表1中。
[结合强度]
将两个铝基体(45mm*18mm*2mm)彼此面接触,使得重叠部分限定10mm*5mm的尺寸。然后,将重叠部分钎焊。然后,测量结合强度。以每分钟1mm的速率进行张力试验(拉伸试验)。然后,当基体彼此分离时,测量最大强度。
[耐腐蚀性]
基于CASS测试方法,连续喷涂CASS测试溶液,并且在500小时之后测量材料腐蚀的深度。
表1
Figure BDA0001894551550000141
实验例2:金属Ti作为置换金属-与金属Si比较的效果评价
通过用金属Si替代金属Ti来制备用于钎焊铝的熔剂组合物,然后通过上述方法测量结合强度,并且结果示于表2中。
表2
Figure BDA0001894551550000142
实验例3:与含有填充金属的组合物相比的效果评价
图1示出了在将包含氧化锌和氧化钛的常规熔剂组合物施加到铝基体金属,然后将填充金属与熔剂组合物混合,并且在400℃的温度下进行热处理10分钟,从而钎焊铝基体金属之后使用电子显微镜(SEM)的铝基体金属的截面。
此外,评价了当使用上述时的结合强度和耐腐蚀性,并且结果示于下表3中。
图2示出了在将包含氧化锌和钛的熔剂组合物施加到铝基体金属而没有添加填充金属,并且通过在400℃的温度下进行热处理10分钟来钎焊铝基体金属之后使用电子显微镜(SEM)的铝基体金属的截面。
此外,评价了当使用上述时的结合强度和耐腐蚀性,并且结果示于下表3中。
如图1和图2中所示,使用根据本发明的熔剂组合物,锌可以均匀地扩散,而没有被填充金属中断。此外,如下表3中所示,使用根据本发明的熔剂组合物,可以提高耐腐蚀性,同时增强结合强度。
表3
Figure BDA0001894551550000151
根据本发明各个示例性实施方式的用于钎焊铝的熔剂组合物可以在结合之后充分提高基体的结合强度和耐腐蚀性。
进一步地,使用根据本发明各个示例性实施方式的用于钎焊铝的熔剂组合物,通过在不添加单独的填充金属的情况下施加并热处理熔剂,基体金属可以彼此结合,从而简化结合过程并减少结合时间。
在上文中,尽管已经参考示例性实施方式和附图描述了本发明,但是本发明不限于此,而是可以由本发明所属领域的技术人员在不脱离所附权利要求中要求保护的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。

Claims (16)

1.一种用于钎焊铝的组合物,包含:
基于100重量份的所述组合物,含量为30-60重量份的锌基化合物,和
含量为10-40重量份的金属钛。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述锌基化合物包括选自由氧化锌、次氧化锌和碳酸锌组成的组中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的组合物,进一步包含含量为10-40重量份的由以下化学式1表示的氟化铝酸盐:
化学式1
KxAlyFz
其中在所述化学式1中,x在1至6的范围内,y在1至6的范围内,z在1至6的范围内,并且(x+y):z在1:0.1至1:3的范围内。
4.根据权利要求3所述的组合物,其中所述氟化铝酸盐包括选自由KAlF、KAlF4和K3AlF6组成的组中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物基本上不含填充金属。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中基于干燥的所述用于钎焊铝的组合物的总重量,所述填充金属的含量小于或等于5wt%。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中所述填充金属包括选自由Ag基填充金属、Cu/黄铜基填充金属、Al基填充金属、CuP基填充金属、Ni基填充金属、Au基填充金属以及Pd基填充金属组成的组中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中所述填充金属包括选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni以及La组成的组中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的组合物,其中所述填充金属的粒度在10-200μm的范围内。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物包含含量为30-60重量份的所述锌基化合物;含量为10-40重量份的所述金属钛;和含量为10-40重量份的氟化铝酸盐,并且
其中所述组合物基本上不含选自由Si、Cu、Zn、Mg、Sn、Bi、Pb、Ag、Ni以及La组成的组中的一种或多种金属。
11.根据权利要求1所述的组合物,其中基于100重量份的所述组合物,所述组合物包含含量为30-60重量份的所述锌基化合物;含量为10-40重量份的所述金属钛;和含量为10-40重量份的氟化铝酸盐。
12.根据权利要求1所述的组合物,其中基于100重量份的所述组合物,所述组合物由含量为30-60重量份的所述锌基化合物;含量为10-40重量份的所述金属钛;和含量为10-40重量份的氟化铝酸盐组成。
13.一种用于钎焊铝的方法,包括:
将根据权利要求1所述的组合物施加在对象上,和
热处理所述组合物。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述热处理在350-600℃的温度下进行。
15.一种包括一个或多个部件的铝制品,其中所述一个或多个部件之间的连接部件包括根据权利要求1所述的组合物。
16.一种包括根据权利要求15所述的铝制品的车辆。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1615204A (zh) * 2001-11-21 2005-05-11 达纳加拿大公司 用于低温无焊剂钎焊的产品和方法
US20110220617A1 (en) * 2008-11-25 2011-09-15 Solvay Fluor Gmbh Anticorrosive flux
CN102884393A (zh) * 2010-03-02 2013-01-16 三菱铝株式会社 铝合金制热交换器
CN103987483A (zh) * 2011-09-22 2014-08-13 诺尔斯海德公司 具有改良的耐腐蚀性能的钎焊预焊剂涂料
CN104961357A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 哈尔滨工业大学(威海) 一种k9玻璃与钛金属低温连接方法
CN106232288A (zh) * 2014-04-16 2016-12-14 索尔维公司 用于钎焊铝合金的方法及焊剂
CN106794556A (zh) * 2014-10-09 2017-05-31 株式会社Uacj 铝合金钎焊板和硬钎焊方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101109185B1 (ko) * 2009-07-28 2012-02-24 주식회사 제이씨 알루미늄 브레이징용 내식성 플럭스 조성물 및 그 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1615204A (zh) * 2001-11-21 2005-05-11 达纳加拿大公司 用于低温无焊剂钎焊的产品和方法
US20110220617A1 (en) * 2008-11-25 2011-09-15 Solvay Fluor Gmbh Anticorrosive flux
CN102884393A (zh) * 2010-03-02 2013-01-16 三菱铝株式会社 铝合金制热交换器
CN104722872A (zh) * 2010-03-02 2015-06-24 三菱铝株式会社 铝合金制热交换器
CN103987483A (zh) * 2011-09-22 2014-08-13 诺尔斯海德公司 具有改良的耐腐蚀性能的钎焊预焊剂涂料
CN106232288A (zh) * 2014-04-16 2016-12-14 索尔维公司 用于钎焊铝合金的方法及焊剂
CN106794556A (zh) * 2014-10-09 2017-05-31 株式会社Uacj 铝合金钎焊板和硬钎焊方法
CN104961357A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 哈尔滨工业大学(威海) 一种k9玻璃与钛金属低温连接方法

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