CN112792478A - 一种自钎剂铝钎料板材及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钎焊材料技术领域，尤其涉及一种自钎剂铝钎料板材，包括1‑8％钎剂和其余铝钎料组成，铝钎料为Si含量5‑12％的Al‑Si合金；自钎剂铝钎料板材的相对密度达95.5‑99％，氧含量不高于300ppm。本发明的板材的制作步骤为：(1)制作钎剂以包覆层完整包覆呈球形体钎料自钎剂铝钎料复合粉末，且氧含量不高于300ppm；并装填入铝包套中；对包套的粉末抽真空并加热；对粉末压制，使混合粉末体达到相对密度的95.5‑99％；冷却后除掉铝包套。本方法制作的自钎剂钎料板材具有良好的钎焊活性和良好的塑性变形性，适合于进一步轧制、挤压和拉丝等工艺，制作出各种自钎剂的钎料型材，以及通过轧压连接工艺构成复合板材的自钎剂钎料覆层，降低了制造成本。

Description

一种自钎剂铝钎料板材及其制作方法
技术领域
本发明属于钎焊材料技术领域，尤其涉及一种自钎剂铝钎料板材及其制作方法。
背景技术
对于铝合金的钎焊工艺而言，钎料和钎剂是钎焊工艺不可或缺的两种重要的组合组元，钎料也称作为“钎焊填料”，通过钎焊在铝零件之间构成焊缝，它的熔点低于铝焊接零件的熔点，例如，这类钎料包括Al-Si合金、Al-Cu-Si合金、Al-Cu-Si-Zn合金等，多数情形下，钎料通常按粉状钎料和箔状钎料投入使用，还有的是将这类材料通过轧压连接工艺，构成复合板材的包覆层。
钎焊工艺另一重要组元是钎剂(钎焊助剂)，在实施钎焊工艺期间，它的熔点低于钎料的熔点，其作用包括：去除钎料自身和待钎焊件二者表面覆盖的氧化膜；保护钎焊期间铝零件免受氧化；降低钎料的表面张力，提高流动性。可以采用钎剂有氟基钎剂、氯基钎剂、或氟基与氯基钎剂的混合钎剂，代表性的氟基钎剂有KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O等；代表性的氯基钎剂有NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2等，它们可以单独或组合多种使用。
在钎焊之前，普通钎焊工艺必须要进行钎剂涂层的处理步骤，如果采用箔状钎料，一般是将钎剂制备成浆状悬浮质，钎剂组元悬浮于分散质中，分散质包括诸如乙醇、纯水等的挥发性液体、有机粘合剂等，用钎剂涂覆箔状钎料或待连接焊件。
如果是使用粉状钎料，则推荐钎料和钎剂一起，悬浮于分散质中构成浆料，可以采用各种方法将浆料涂覆于待连接焊件的焊接部位的一方或双方。
如果是使用带钎料覆层的复合铝板材，则将在钎料覆层上涂覆钎剂的浆料。
带有钎剂和钎料的待连接焊件，随后进行预组装，使得钎剂和钎料处于焊缝之间，并通过干燥步骤，挥发掉分散质中的挥发性液体(例如乙醇、去离子水等)，随后进行加热/焊接步骤。
加热/焊接步骤一般在惰性气氛(例如氮气、氩气等)或还原气氛(例如氢气)的炉中进行，对待连接焊件加热，随着温度的提升，在低于钎剂熔点下，首先除掉具有挥发性和热解性的粘合剂(例如蒸发量超过99.9％)；随后钎剂熔化，破解钎料和/或待连接焊件表面上的氧化膜；随后温度升至钎焊温度并保温(例如590-600℃)钎料熔化，并以充分的时间在毛细作用下构成焊缝(例如5-15分钟)；之后冷却至室温，完成了整个钎焊工艺。如果使用氯基钎剂，还要用水冲洗掉焊缝表面的氯基钎剂残留物，防止零件受到腐蚀。
然而，由上述可以看到，将钎剂(或者钎剂与粉末钎料)制成浆料是严格而繁琐的工艺，必须要确保钎剂和/或粉状钎料在浆料中的均匀性和悬浮性，才能降低不良品率，而这些工艺附加了钎焊工艺的总成本。
因此，免除钎剂涂层步骤来简化工艺和降低成本是可取的，因为分散质包括诸如乙醇、纯水等的挥发性液体、和具有高挥发性和热解新粘合剂等，只起到工艺中的一种介质功能，并不构成焊接结构，反而在采用措施不利下会对焊接结构(例如焊接强度等)产生负面影响，因此，在自钎剂铝钎料，已经进行过很多研究。
例如，在美国专利US 6164517署名为“无缝、环形钎焊材料和其制作方法”中，公开了一种自钎剂铝钎焊材料，包括粉末钎料与钎剂，通过粉状钎料与钎剂按预定比例构成均质混合料；随后热挤压构成相对密度不低于90％的管；随后切割；构成无缝环形的自钎剂钎料环，用于铝管的焊接，该方法免除了制备浆料的步骤，但是，钎料原料表面自身不可避免存在的氧化膜(氧含量)，由此将提高钎剂的用量，使得自钎剂钎料呈脆性，不利于后续加工。
在美国专利US 8696829署名为“包括钎剂和填充金属混合料的钎焊产品和其制作方法”中，公开了一种自钎剂铝钎焊材料，通过对0.5-5mm粗颗粒填充金属(钎料)，在温度120-150℃热旋转桶中投放填充金属颗粒，使滚动颗粒的温度达到高于100℃，将钎剂与水的低粘度混合料滴入滚动颗粒，使填充金属颗粒表面附着一层钎剂，随后以低于5000bars高压、低于钎剂300℃温度下挤出自钎剂钎料线材，然而，该工艺的应用范畴仅限于丝材，例如适用于1-3mm的钎焊丝，且高压设备涉及到高制造成本。
在美国专利US 8740041署名为“集成钎剂的挤压钎焊环”中，公开了一种钎焊材料的制作方法，方法包括：提供圆形铝钎料的坯料；通过挤压机挤压构成C-型管材，并且所挤压出的管材的外圆周上呈齿形形状；对齿形的凹槽内填充钎料粉末；加热填充钎料的管材；经历二次挤压获得集成钎剂的挤压钎焊管；按预定尺寸切割后，构成集成钎剂的挤压钎焊环，该工艺同样存在产品应用面范围狭窄的问题。
CN101323065公开了“一种自钎剂钎料极其制取方法”，采用了钎剂和铝钎料粉末混合压制，构成丝或环的钎焊材料，由于作为铝钎料的铝或铝合金粉末在惰性气体中生产出来后，还会与自然环境接触，从而在自然环境下被氧化，因此，铝钎料的原料表面已经构成了氧化膜(即氧化铝)，这些氧化膜提高了最终钎焊材料的含氧量，并由此需要更多的钎剂来除掉氧化膜，同时高的氧含量将降低焊接强度。
因此，需要一种能消除上述缺点的铝钎焊材料来解决上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种自钎剂铝钎料板材及其制作方法，加工出一种自含钎剂钎料板材，该自钎剂铝钎焊材料板材具有良好的塑性变形性，适合于用于制作各种形式自含钎剂的铝焊接材料，同时可以简化钎焊工艺，提高钎焊产品的品质，并降低制造成本。
本发明提出了一种自钎剂铝钎料板材，所述自钎剂铝钎料板材相对于其真密度的相对密度为95.5-99％；所述自钎剂铝钎料板材的氧含量不高于300ppm，所述自钎剂铝钎料板材包括重量百分含量为1-8％的钎剂，其余为铝钎料，其中铝钎料为硅含量5-12％的硅铝合金，钎剂为氟基钎剂或氯基钎剂或二者的混合钎剂。
所述氟基钎剂为KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、
CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O中的至少一种。
所述氯基钎剂为NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2中的至少一种。
所述钎剂为氟基钎剂和氯基钎剂的混合钎剂。
钎剂钎料板材可用于轧制、挤压和拉丝工艺等，制作出丝、环、片、箔、异型等自钎剂铝钎料型材，以及通过轧压连接工艺构成复合板材的自钎剂钎料覆层。
本发明同时提出一种自钎剂铝钎料板材的制作方法，其包括如下步骤：
(1)用非氧化气氛的雾化法制备钎剂和铝钎料的混合物粉末，得到自钎剂铝钎料复合粉末，其中自钎剂铝钎料复合粉末为钎剂以包覆层形式完整包覆球形体钎料的球形粉末，自钎剂铝钎料复合粉末的氧含量不高于300ppm；
(2)将制备的复合粉末装填入铝包套中；
(3)对铝包套的粉末抽真空；
(4)对带有抽真空铝包套的粉末加热至粉末呈塑性状态；
(5)在使粉末保持塑性状态的温度下，对粉末进行加压压制，使混合粉末体达到相对密度的95.5-99％；
(6)冷却后除掉铝包套，获得自含钎剂铝钎料板材。
作为本发明的优选，所述步骤(1)的自钎剂铝钎料复合粉末包括95wt％以上的球形结构粉末，其余为不定形粉末。
作为本发明的优选，所述步骤(1)的混合物粉末中，包括重量百分含量为1-8％的钎剂，其余为铝钎料，其中铝钎料为硅含量5-12％的硅铝合金，钎剂为氟基钎剂或氯基钎剂或二者的混合钎剂。
进一步优选地，所述氟基钎剂为KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O中的至少一种。
进一步优选地，所述氯基钎剂为NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2中的至少一种。
作为本发明的优选，所述步骤(4)的加热温度为450-600℃，所述步骤(5)在450-600℃下、250-400Kg/cm3及以上的压力下对粉末进行压制。
作为本发明的优选，非氧化气氛的雾化法的过程为：将铝钎料加热成为合金熔体；将合金熔体流入非氧化气氛雾化室；用雾化喷嘴引导非氧化气氛气体合金熔体流束喷射，产生合金熔态或半固化态的熔体液滴喷流；用非氧化气氛气体气流吹送铝钎料粉体进入雾化室；合金熔体液滴喷流与铝钎料粉体的气流产生对撞混合，产生出均匀的流化床式的混合流；在混合流下降的飞行期间熔体液滴冷却凝固，以粉末形式收集于雾化室的底部，得到自钎剂铝钎料复合粉末；
其中，非氧化气氛的雾化法中，非氧化气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。
使用钎剂对钎料的完全包覆的自钎剂铝钎料复合粉末，使钎料核免受氧化来降低含氧量，可以获得优异的焊接强度，更利于制作自钎剂钎料板材。
本发明的有益效果为：使用的自钎剂铝钎料复合粉末为钎剂以包覆层形式完整包覆球形体钎料的球形粉末，由于钎剂形成表层就完整包覆了铝钎料的芯，而钎剂与空气是不反应的，这样钎剂就形成了一层屏障，防止了铝钎料芯的氧化，从根本方面克服了原料的氧含量，使得最后的钎焊材料板材的氧含量远低于现有技术粉末的氧含量。按本方法制作的自钎剂钎料板材，因氧含量低(复合粉末的氧含量不高于300ppm)，使得即使钎剂呈相对低的含量也使材料具有良好的钎焊活性；由于钎剂含量低(1-8％)且钎料的硅含量(5-12％)相对低，使自钎剂钎料板材具有良好的塑性变形性，适合于进一步轧制、挤压和拉丝工艺等，制作出丝、环、片、箔、异型等形式的各种自钎剂铝钎料型材，以及通过轧压连接工艺构成复合板材的自钎剂钎料覆层，由此方法生产的钎焊材料因原材料不需要粒径筛选等过程，提高了原料的利用率从而降低了制造成本，相较喷射成型工艺制备自钎剂铝钎料板(原料损耗至少30％以上)，采用本发明的粉末压制成板的工艺在材料利用率上达到了100％。本发明的方法制作出的自钎剂铝钎焊材料，将提钎焊品质高，钎焊工艺简单，并降低了钎焊的总成本。
附图说明
图1为实施例1制作的自钎剂钎料复合粉末的扫描电镜(SEM)图片(500倍)；
图2为实施例1制作出的自钎剂铝钎料板材实物图；
图3为实施例2自钎剂铝钎料板材与3003铝合金板材进行轧压连接后复合板表面的扫描电镜图；
图4为实施例2热交换器的管与翅片的焊接效果图。
具体实施方式
在本发明中，所有百分百单位都是重量百分比单位，除非有其它的方式明确说明。
在此使用的术语“自钎剂铝钎料板材”，是指一种铝零件焊接用的板材，包括铝钎焊材料(简称“铝钎料”)中自身包含铝钎焊助剂(简称“钎剂”)，使用本发明制作的这种板材可以制作出丝、环、片、箔、异型等形式的各种自钎剂铝钎料型材，以及通过轧压连接工艺构成复合板材的自钎剂钎料覆层，由于钎料自含钎剂，进而免除对钎料或待钎焊铝零件表面涂覆钎剂的步骤，简化了生产工艺，提高了钎焊质量，并降低了总制造成本。
使用本发明生产的钎焊材料，因为投入的钎剂原料和钎料原料都得以利用，因此无产品的副产物，例如，常规铝钎料造粉存在粒度范围要经过筛选，挑选适合的粒度，这就造成了原料的浪费。所以原料利用率高，降低了生产成本。
钎料将在铝零件之间构成焊缝，它的熔点低于铝焊接零件的熔点，当前在钎焊工艺中使用了多类钎料，包括Al-Si合金、Al-Cu-Si合金、Al-Cu-Si-Zn合金等，在本发明的自钎剂铝钎料板材中，所使用的钎料为Si含量5-12％的Al-Si合金，这是因为，当Si含量低于5％时，将使钎料对焊缝提供Si源不够，不能获得高强度的焊缝；而Si含量高于12％，则将使钎料由塑性变成脆性，对后续工艺不利。当然，Al-Si可以存在一定含量的Cu、Zn或Mg等，但前提是钎料必须要呈塑性而非脆性。
钎剂(钎焊助剂)是在实施钎焊工艺期间，以低于钎料的熔点，去除钎料自身和待钎焊件二者表面覆盖的氧化膜；保护钎焊期间免受氧化；并降低钎料的表面张力(提高钎料在焊缝间的流动性)，可以采用钎剂有氟基钎剂、氯基钎剂、或氟基与氯基钎剂的混合钎剂，代表性的氟基钎剂有KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O等；代表性的氯基钎剂有NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2等，它们可以单独或组合多种使用，在本发明的自钎剂铝钎料板材中，所包含的钎剂数量为1-8％，当低于1％时，钎焊活性不够，而当高于8％时，将使自钎剂铝钎料板材呈脆性，不能满足后续加工的要求。
使自钎剂铝钎料板材的相对密度达95.5-99％，以满足后续各种加工工序例如热轧制或热挤压的加工要求，如果达不到这样的相对密度，后续加工过程中就会出现裂纹、塌陷等缺陷。
本发明的自钎剂铝钎料板材将满足以下条件：
(1)包括1-8％钎剂，钎剂择自氟基钎剂或氯基钎剂的一种，或二者的混合物；
(2)除钎剂外，其余的铝钎料为Si含量5-12％的Al-Si合金；
(3)相对密度达95.5-99％(相对于真密度)；
(4)氧含量不高于300ppm。
在满足以上条件下，由于本发明的自钎剂钎料板材具有良好的塑性变形性，适合于进一步轧制、挤压和拉丝工艺等，可以制作出丝、环、片、箔、异型等形式的各种自钎剂铝钎料型材，以及通过轧压连接构成铝复合板材的自钎剂铝钎料覆层，由此方法生产的自钎剂钎焊材料因高原材料利用率而降低了制造成本。
本发明同时提出一种自钎剂铝钎料板材的制作方法，其包括的步骤为：
(1)制备钎剂铝钎料复合粉末：采用非氧化气氛的雾化法，制作出钎剂和铝钎料的混合物粉末，在所构成的粉末中，钎剂以包覆层(外层)形式，完整包覆呈球形体钎料的球形粉末(铝合金核)，自钎剂铝钎料复合粉末的氧含量不高于300ppm；
(2)将制备的粉末装填入铝包套中；
(3)对包套的粉末抽真空，使真空度在0.4Pa以下；
(4)在温度450-600℃下对带有抽真空包套的粉末加热5-24小时；该温度下操作，可以使粉末处于良好的热塑性状态；
(5)在温度450-600℃下，以250-400Kg/cm3的压力对粉末压制，使混合粉末体达到相对密度的95.5-99％；
(6)冷却后除掉铝包套，获得自含钎剂铝钎料板材。
在本发明工艺的第(1)步骤“制备钎剂铝钎料复合粉末”中，自钎剂铝钎料复合粉末的形态和结构，可以参考同发明人在中国专利CN 2020102579832，名称为“一种自助焊型硅铝合金复合钎焊粉末及应用”中的描述，公开了一种氟铝酸钾钎剂和硅铝合金混合物粉末，并在此将此文献全面纳入参考。具体如下：
所述自钎剂铝钎料复合粉末包括95wt％以上的球形结构粉末，其余为不定形粉末。
非氧化气氛的雾化法中，非氧化气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。
非氧化气氛的雾化法的过程为：将铝钎料加热成为合金熔体；将合金熔体流入非氧化气氛雾化室；用雾化喷嘴引导非氧化气氛气体合金熔体流束喷射，产生合金熔态或半固化态的熔体液滴喷流；用非氧化气氛气体气流吹送铝钎料粉体进入雾化室；合金熔体液滴喷流与铝钎料粉体的气流产生对撞混合，产生出均匀的流化床式的混合流；在混合流下降的飞行期间熔体液滴冷却凝固，以粉末形式收集于雾化室的底部，得到自钎剂铝钎料复合粉末。
以下将结合实施例来进一步描述本发明，应该理解，实施例仅仅是以示意性的方式描述发明，对发明的概念、精神和范围不构成任何限制。
实施例1
按以下步骤制作自钎剂铝钎料板材。
(1)使用的钎料为Al-Si基合金，其中Si含量为6％；使用钎剂为氟铝酸钾(K3AlF6)，按以下条件制备自钎剂铝钎料复合粉末：
钎料金属流速 7.5kg/min
金属温度 720℃
颗粒流速 0.32kg/min
钎剂粉末温度 20℃
雾化气 氮气
具体过程为：在约720℃下熔化Al-Si基合金成为合金熔体；Al-Si基合金熔体构成流束，按流速为7.5kg/min流入氮气气氛雾化室；用雾化喷嘴引导氮气气体对Al-Si基合金熔体流束喷射，产生Al-Si基合金熔态或半固化态的熔体液滴喷流；用氮气气体气流吹送温度为20℃的氟铝酸钾粉体，按0.32kg/min进入雾化室；Al-Si基合金液滴喷流与氟铝酸钾粉体的气流产生对撞混合，产生出均匀的流化床式的混合流；在混合流下降的飞行期间熔体液滴冷却凝固，以粉末形式收集于雾化室的底部，得到氟铝酸钾-硅铝合金复合钎焊粉末，即自钎剂铝钎料复合粉末。
将得到的自钎剂钎料复合粉末进行扫描电镜测试，其扫描电镜(SEM)图片(500倍)如图1所示，在自钎剂铝钎料粉末结构中，钎剂以包覆层(外层)形式完整包覆呈球形体钎料的球形粉末(铝合金核)，其中，钎剂含量达4％，测得的氧含量低于250ppm。
(2)制备出尺寸400×300×150mm的长方体铝盒(纯铝板，厚度5mm)，填充步骤(1)制备的粉末，边填充边拍击，使铝盒填充的粉末填实密度约达1.6g/cm3，并用400×300×5mm的纯铝板封盒包套。
(3)对包套抽真空，经历12小时，使表指示的真空度低于0.4Pa。
(4)在温度500℃下对带抽真空包套的粉末加热保温15小时，使包套内部温度均衡，消除内外温度差。
(5)在温度550℃下，以300Kg/cm3的压力对混合粉末体压制，压缩比1.5，获得400×300×100mm的压坯。
(6)冷却后除掉铝包套，获得自钎剂铝钎料板材，自钎剂铝钎料板材的实物图如图2所示。随后对自钎剂铝钎料板材进行了以下检测和实验：
从所获得的自钎剂铝钎料板材上取样，使用排水法测量密度，测得密度为2.61g/cm3，使材料的相对密度达到96.7％。
从所获得的自钎剂铝钎料板材上取样，制作出Φ20×5mm的样件，使用3000#碳化硅研磨膏对检测表面抛光，使用型号为4XC金相显微镜“上海豫光仪器有限公司”生产，按“JJG021-96金相显微镜检定规程”，在400倍放大倍数下对样件进行金相检查，在金相显微镜下观察，组织分布均匀，无偏析现象，且无硅晶粒粗化现象。
从获得的致密自钎剂铝钎料板材取料按Φ8×100mm尺寸制作出力学测试样件，在SUST电子万能试验机(珠海市三思泰捷电器有限公司生产)上进行拉伸实验，测量获得的抗拉强度为117-121MPa，拉伸率为12-15％，由此获得了材料良好的塑性变形特征。
从获得的致密自钎剂铝钎料板材上切取出Φ125mm圆棒，加热至450℃，热挤压出Φ50圆棒，将加热件放入挤压模具，在2000吨的压机下挤压，测量密度进一步提高至2.66g/cm3，使相对密度达到98.5％，抗拉强度165-180MPa，拉伸率6-8％，证明了对热变形加工的良好适用性，和挤压后材料良好机械性能。
从获得的自钎剂铝钎料板材裁切出0.2mm厚度，10mm×10mm矩形片，夹放在两个长度150mm×宽度10mm×厚度5mm纯铝板之间，呈“U”形，在大气下用火焰钎焊，对接边缘呈大圆弧，呈现出高强度的焊接接头，证明了材料具有良好的钎焊活性。
综上所述，按照本方法制作的自钎剂率钎料板材在各项技术要求上都达到了良好的钎焊结果。
对比实施例1
按照示例1的相同步骤，只是步骤(1)中使用的钎料为Al-Si基合金，其中Si含量为15％；使用钎剂为氟铝酸钾(K3AlF6)，在力学测量中呈脆性材料，且在相同的圆棒挤压实验中出现纵向裂纹。说明该实施例得到的材料不能进行后续的热成型步骤来获得特定形状的钎焊材料。
对比实施例2
按照示例1的相同步骤，只是步骤(3)中对包套抽不抽真空，在步骤(6)除掉铝包套后发现仍处于粉末状态，不能获得固结。本实施例因获得的材料呈松散粉末颗粒而不能进行后续的热塑性加工。
对比实施例3
按照示例1的相同步骤，只是步骤(3)中对包套抽不抽真空，在步骤(5)中在温度550℃下，以200Kg/cm3的压力对粉末压制，压缩比达1.2，获得400×300×125mm的压坯，密度为2.24g/cm3，使相对密度达到83％，由于内部存在过多的氧含量消耗了钎剂，钎剂效用欠缺，使得钎焊部位强度不够，在后续的火焰钎焊实验中不能获得焊接，表现出低的焊接活性。
实施例2
由实施例1的相同步骤，制作出400mm长×300mm宽×80mm厚的自钎剂铝钎料板材，交付于上海华峰铝业股份有限公司，与3003铝合金板材进行轧压连接，制作出用于热交换器的复合管材，并进行热交换器的管与翅的钎焊实验，同时由上海华峰铝业股份有限公司对产品进行检验测试。
由轧压连接工艺制作出的复合管材，管材为双层包覆层的芯层构成，即3003铝合金芯层夹心于本发明的自钎剂钎料层之间，其中，复合板材的总厚度为0.6mm，上、下自钎剂铝钎料层厚度各占总厚度的5％(即各0.03mm)，在轧压连接完成后，用扫描电镜图片评估自钎剂铝钎料层中的硅晶粒分布，图3显示本发明的自钎剂铝钎料板材，通过轧压连接后复合板表面上的在铝基质中(白色)硅晶粒(黑点)呈细小而均匀的分散，表明了在后续的钎焊中，将呈现出良好的钎焊材料的均匀流动和分布。
随后进行热交换器的管与翅片的焊接实验，由以上获得的复合管材与0.05mm厚度、材质同为3003铝合金的翅片进行组装；在氮气气氛下，以600±5℃/保温10分钟实施钎焊，制作出热交换器，图4表示了热交换器的管与翅片的焊接效果。其中，焊缝连接部位呈大的圆角，翅片钎焊率达到100％(业内一般情形下焊缝填充率90％是可接受水平)，体现出极高的焊接强度。随后对热交换器的热交换效率进行评估，与当前使用的合格热交换器相比，热交换效率提高了12％，由此极大的提高了热交换器的性能和品质。
综上，按本方法制作的自钎剂钎料板材具有良好的钎焊活性，由具有良好的塑性变形性，因此，适合于进一步轧制、挤压和拉丝工艺等，制作出丝、环、片、箔、异型等形式的各种自钎剂铝钎料型材，以及通过轧压连接工艺构成复合板材的自钎剂铝钎料覆层，由此方法生产的钎焊材料因原材料利用率高而降低了制造成本，由此方法制作出的自钎剂铝钎焊材料，将提高钎焊品质，简化钎焊工艺，并降低钎焊的总成本。
以上对本发明的实例进行了详细说明，并已经展示了本发明的优势和特性，但应该理解，在本发明的申请范围和精神下，由本领域技术熟练人员可以对其修改或变化，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种自钎剂铝钎料板材，其特征在于所述自钎剂铝钎料板材包括重量百分含量为1-8％的钎剂，其余为铝钎料，其中铝钎料为硅含量5-12％的硅铝合金，钎剂为氟基钎剂或氯基钎剂或二者的混合钎剂；所述自钎剂铝钎料板材相对于其真密度的相对密度为95.5-99％，所述自钎剂铝钎料板材的氧含量不高于300ppm。
2.根据权利要求1所述的自钎剂铝钎料板材，其特征在于所述氟基钎剂为KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的自钎剂铝钎料板材，其特征在于所述氯基钎剂为NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的自钎剂铝钎料板材，其特征在于所述钎剂为氟基钎剂和氯基钎剂的混合钎剂。
5.一种自钎剂铝钎料板材的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)用非氧化气氛的雾化法制备钎剂和铝钎料的混合物粉末，得到自钎剂铝钎料复合粉末，所述钎剂铝钎料复合粉末是钎剂以包覆层形式完整包覆球形体钎料的球形粉末，所述自钎剂铝钎料复合粉末的氧含量不高于300ppm；
(2)将制备的复合粉末装填入铝包套中；
(3)对铝包套的粉末抽真空；
(4)对带有抽真空铝包套的粉末加热至粉末呈塑性状态；
(5)在使保持粉末塑性状态的温度下，对粉末进行加压压制，使混合粉末体达到相对密度的95.5-99％；
(6)冷却后除掉铝包套，获得自含钎剂铝钎料板材。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于所述步骤(1)的自钎剂铝钎料复合粉末包括95wt％以上的球形结构粉末，其余为不定形粉末。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于所述步骤(1)的混合物粉末中，包括重量百分含量为1-8％的钎剂，其余为铝钎料，其中铝钎料为硅含量5-12％的硅铝合金，钎剂为氟基钎剂或氯基钎剂或二者的混合钎剂。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于所述氟基钎剂为KAlF4、K2AlF5、K2AlF5·H2O、K3AlF6、AlF3、KZnF3、K2SiF6、Cs3AlF6、CsAlF4·2H2O、Cs2AlF5.H2O中的至少一种；
所述氯基钎剂为NaCl、KCl、LiCl、ZnCl2中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于所述步骤(4)的加热温度为450-600℃，所述步骤(5)在450-600℃下、250-400Kg/cm3及以上的压力下对粉末进行压制。
10.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于非氧化气氛的雾化法的过程为：将铝钎料加热成为合金熔体；将合金熔体流入非氧化气氛雾化室；用雾化喷嘴引导非氧化气氛气体合金熔体流束喷射，产生合金熔态或半固化态的熔体液滴喷流；用非氧化气氛气体气流吹送铝钎料粉体进入雾化室；合金熔体液滴喷流与铝钎料粉体的气流产生对撞混合，产生出均匀的流化床式的混合流；在混合流下降的飞行期间熔体液滴冷却凝固，以粉末形式收集于雾化室的底部，得到自钎剂铝钎料复合粉末；
其中非氧化气氛的雾化法中，非氧化气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。
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