MX2012007193A - Preparacion de fundente con viscosidad dinamica incrementada. - Google Patents

Preparacion de fundente con viscosidad dinamica incrementada.

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Abstract

La invención provee preparaciones de fundentes acuosas con viscosidad dinámica incrementada. En las preparaciones de fundentes, el K2AlF5 irreversiblemente deshidratado (también denominado K2AlF5 ortorrómbico o sal de fase II) provee un incremento de la viscosidad dinámica si las preparaciones de fundentes acuosas son estabilizadas, es decir, si se mantiene un contacto entre el agua comprendida en la preparación y el K2AlF5 irreversiblemente deshidratado durante cierto lapso de tiempo, preferentemente durante al menos 12 minutos. La viscosidad superior mejora el proceso de soldadura, por ejemplo, porque se derrama menos preparación de fundente de las partes a ser soldadas.

Description

PREPARACIÓN DE FUNDENTE CON VISCOSIDAD DINÁMICA INCREMENTADA La presente invención, que reivindica prioridad de la solicitud de patente europea N° 09180229.8, presentada el 21 de diciembre de 2009, cuyo contenido se incorpora en la presente en su totalidad por referencia para todos los propósitos, se refiere a una preparación de fundente acuosa con viscosidad dinámica incrementada. La presente invención también se refiere a una composición de fundente que provee una preparación de fundente acuosa con viscosidad dinámica incrementada y que se puede usar para preparar la preparación de fundente acuosa. La presente invención también se refiere a un método para incrementar la viscosidad de una preparación de fundente acuosa y a un proceso para soldadura usando la preparación de fundente acuosa.
Es ampliamente conocido en el arte que la soldadura de partes de aluminio entre sí o la soldadura de partes de aluminio con partes de cobre, acero o titanio, se puede realizar utilizando un gran número de fundentes distintos. Un fundente muy adecuado para la soldadura de partes de aluminio a partes hechas de aluminio, cobre, acero o titanio se basa en f luoroaluminatos de metales alcalinos.
Se conocen varios métodos que aplican el fundente sobre la superficie de las partes a ser soldadas.
De acuerdo con un método, el fundente se aplica en forma seca por medio de fuerzas electrostáticas.
De acuerdo con otro método, el fundente se aplica en forma húmeda a la superficie o superficies. Aquí, el fundente se dispersa en agua, solventes orgánicos o mezclas de los mismos y se aplica, por ejemplo, mediante aspersión, pintura, impresión o mediante inmersión de las partes en una respectiva preparación de fundente.
Las preparaciones de fundentes que consisten simplemente en fundente y solvente tienen la desventaja de que una parte de la preparación de fundente no se adhiere a la superficie. Esta parte se pierde como desecho, o bien se debe reciclar.
En consecuencia, en las aplicaciones en húmedo, es posible aplicar aglutinantes, por ejemplo, poliacrilato o poliuretano, para mejorar la adhesión, así como también espesantes, por ejemplo pectinas, gelatina o poliuretano, para reducir el derrame de la preparación de las partes a ser soldadas. Tanto el aglutinante como el espesante son, con frecuencia, compuestos orgánicos y, por ende, la preparación de fundente húmeda contiene materia orgánica que ha de retirarse antes del proceso de soldadura para minimizar la contaminación por carbono.
Es un objetivo de la presente invención proveer una preparación de fundente con mejor viscosidad y comportamiento de sedimentación. Otro objetivo de la presente invención es proveer una composición de fundente que se puede procesar a una preparación de fundente con mejor viscosidad y comportamiento de sedimentación.
Estos y otros objetivos son alcanzados por la presente invención .
Un aspecto de la presente invención se relaciona con una preparación de fundente acuosa, que es estabilizada, y que comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. En consecuencia, la preparación de fundente estabilizada también contiene agua.
La expresión "K2AIF5 irreversiblemente deshidratado" se refiere a un pentafluoroaluminato de dipotasio o a un hidrato de pentafluoroaluminato de dipotasio que se calentó a tal punto que perdió la capacidad de rehidratarse cuando entró en contacto nuevamente con el agua. Una descripción detallada de dicho K2A1F5 irreversiblemente deshidratado y de cómo obtenerlo se presenta en la patente estadounidense 5.980.650, cuyo contenido se incorpora en la presente por referencia para todos los propósitos. Es ampliamente conocido que el K2A1F5 y su hidrato -especialmente K2A1F5-H20- usualmente se fabrican a partir de óxido de aluminio, KOH acuoso y HF, en respectivas relaciones molares. El K2AIF5 y su hidrato son escasamente solubles en agua y se precipitan. El producto precipitado se seca, y se observa que hasta ciertas temperaturas elevadas, el agua y los cristales de agua del K2 IF5 y su hidrato precipitados se evaporan. Se forma K2 IF5 que es anhidro pero retiene su capacidad de rehidratarse al entrar en contacto con agua; es decir, forma hidrato de K2AlF5. El K2AIF5 que se puede rehidratar se denominó "sal de fase I"; se cristaliza en el sistema tetragonal. Se encontró que el K2AIF5 deshidratado reversible se forma a una temperatura superior a aproximadamente 90 °C. Por encima de cierta temperatura, la sal de fase I comienza a formar una sal denominada "sal de fase II" que tiene otro sistema cristalográfico, el sistema ortorrómbico . El cambio del sistema cristalográfico parece comenzar a una temperatura de aproximadamente 228 °C bajo condiciones cuasi- isobáricas y, en cualquier caso, a aproximadamente 265 + 10 °C. Con posterioridad se brindan mayores detalles. Por ende, la expresión "K2AIF5 irreversiblemente deshidratado" denota el mismo compuesto que las expresiones "sal de fase II" o "K2A1F5 ortorrómbico", y dichas expresiones se emplean de manera intercambiable .
El contacto entre el agua comprendida en la preparación y el K2AIF5 irreversiblemente deshidratado se mantiene durante cierto lapso de tiempo (por ej . 4 minutos o más, y preferentemente, 12 minutos o más, véase más adelante) durante el cual la preparación "se estabiliza" (agres) y forma una preparación "estabilizada" (agred) . El término "estabilizada" denota un lapso de tiempo que comienza con el primer contacto entre el agua o el K2 IF5 irreversiblemente deshidratado. Los inventores observaron que el K2 IF5 irreversiblemente deshidratado, al entrar en contacto con el agua o las mezclas de agua y líquidos orgánicos tales como alcoholes, cetonas u otros líquidos orgánicos y, opcionalmente, aditivos como los que se explican con posterioridad, durante cierto lapso de tiempo, forma una preparación acuosa que sufre un cambio en su viscosidad dinámica: la viscosidad dinámica se incrementa. Este cambio de propiedades -notablemente, el incremento en la viscosidad dinámica de la preparación acuosa que comprende el 2A1F5 irreversiblemente deshidratado- se denomina "estabilización" {aging) , y la preparación acuosa, que tiene una viscosidad dinámica incrementada después de un lapso de tiempo del primer contacto del agua y la sal de fase II, en comparación con la viscosidad dinámica inicial de la preparación cuando el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, o expresado en otros términos, la sal de fase II o el K2A1F5 ortorrómbico, y el agua o la mezcla de agua y líquido orgánico entran en contacto inicialmente, se denomina "estabilizada". Por ende, la preparación de fundente acuosa estabilizada comprende agua y K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, y el contacto entre el agua y el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se mantiene durante un lapso de tiempo efectivo de tal manera que la viscosidad dinámica de la preparación al momento del primer contacto entre el agua y el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se incrementa durante el lapso de tiempo efectivo y la preparación de fundente acuosa estabilizada se forma .
Una preparación estabilizada preferida tiene una viscosidad dinámica que es al menos 10% superior a la viscosidad dinámica de la composición al momento en que la sal de fase II o una composición de fundente que comprende la sal de fase II entra en contacto con el agua o las composiciones acuosas.
En una primera forma de realización, la preparación de fundente acuosa estabilizada comprende agua y K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, y el contacto entre el agua y el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se mantiene durante un período igual o superior a 4 minutos. Durante estos 4 minutos, la preparación de fundente acuosa se estabiliza, y la viscosidad dinámica de la preparación al momento del primer contacto entre el agua y el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se incrementa durante el contacto igual o superior a 4 minutos. Con frecuencia, la viscosidad dinámica es suficientemente alta incluso después de un tiempo de estabilización menor a 12 minutos. Se prefiere un tiempo de estabilización igual o menor a 3 días; pero el tiempo de estabilización se puede extender incluso a más de 3 días, si se desea. Por ende, en esta forma de realización, el tiempo de estabilización es preferentemente igual o superior a 4 minutos, e igual o inferior a 3 días; preferentemente, inferior a 12 minutos. La preparación de fundente por lo general contiene al menos 0.5% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado.
De acuerdo con una segunda forma de realización, la preparación de fundente es estabilizada durante al menos 12 minutos; es decir, se estabiliza durante un período igual o superior a 12 minutos, y contiene generalmente al menos 0.5% en peso de K2A1FS irreversiblemente deshidratado. Esta segunda forma de realización es preferida, y será explicada en detalle con posterioridad. Las definiciones de las expresiones tales como, por ejemplo, "estabilizada", "K2AlF5 irreversiblemente deshidratado" o "tiempo de estabilización" se aplican a ambas formas de realización.
De acuerdo con una segunda forma de realización, la preparación de fundente se estabiliza durante al menos 12 minutos; es decir, el contacto entre el agua y la sal de fase II se mantiene durante un período igual o superior a 12 minutos. La preparación de fundente en esta forma de realización contiene generalmente al menos 0.5% en peso de K2AlF5 irreversiblemente deshidratado. Se prefiere un tiempo de estabilización igual o menor a 3 días, en esta forma de realización; pero el tiempo de estabilización se puede extender incluso más allá de los 3 días, si se desea. Por lo tanto, en esta forma de realización, el tiempo de estabilización es preferentemente igual o superior a 12 minutos, e igual o inferior a 3 días. La preparación de fundente generalmente contiene al menos 0.5% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Esta segunda forma de realización es preferida y será explicada en detalle con posterioridad. Las definiciones de las expresiones tales como, por ejemplo, "estabilizada", "K2A1F5 irreversiblemente deshidratado" o "tiempo de estabilización" se aplican a ambas formas de realización.
Tal como se mencionó, en esta segunda forma de realización, la composición se estabiliza durante al menos 12 minutos; esto significa que un tiempo de contacto -o, en otras palabras, un tiempo de estabilización- de al menos 12 minutos ha transcurrido desde el momento del contacto entre el agua o composición acuosa y la sal de fase II o una composición de fundente que comprende la sal de fase II. La expresión "tiempo de estabilización" o, expresado con otras palabras, "tiempo de contacto", hace referencia al lapso de tiempo de contacto entre el agua y la sal de fase II . "Estabilizada durante al menos 12 minutos" significa que, desde el primer contacto del agua y la sal de fase II, han transcurrido al menos 12 minutos. Dicha preparación de fundente tiene una viscosidad dinámica, medida a 20 °C, a una velocidad de corte de 1000s"1, con un aparato Rheolab MCI, sistema de medición MP31 (50 mm, 0o); el ancho de separación (gap) d=0.500 mm es al menos 20% superior a la viscosidad dinámica de una correspondiente preparación de fundente acuosa que no comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. La velocidad de corte se mide como la velocidad, dividida por el tamaño de separación en mm-s^-mm" 1. Las preparaciones de fundentes acuosas preferidas son aquellas estabilizadas durante al menos 60 minutos. Tienen una viscosidad dinámica, medida a 20 °C a una velocidad de corte de 1000s"1, con un aparato Rheolab MCI, sistema de medición MP31 (50 mm, 0o) ; el ancho de separación d=0.500 mm es al menos 50% superior a la viscosidad dinámica de una correspondiente preparación de fundente que no comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Las preparaciones de fundentes acuosas más preferidas son las estabilizadas durante al menos 120 minutos. Tienen una viscosidad dinámica, medida a 20 °C tal como se destacó con anterioridad, que es al menos 50% superior a la viscosidad dinámica de una correspondiente preparación de fundente que no comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. En consecuencia, las preparaciones de fundentes de la presente invención por lo general se estabilizan durante al menos 12 minutos antes de utilizarse para soldadura; esto se puede lograr al poner en contacto agua o una mezcla de agua y un líquido orgánico, por ej . un monohidroxi alcohol o un polihidroxi alcohol, una cetona, con la sal de fase II o una respectiva composición de fundente, preferentemente bajo mezclado, y al mantener el contacto durante un período igual o superior a 12 minutos, por ejemplo, en una mezcladora o en un tanque de almacenamiento. Por consiguiente, con frecuencia, el tiempo de estabilización es el lapso de tiempo que comienza con el primer contacto del agua o una composición acuosa con la sal de fase II o la composición de fundente que comprende la sal de fase II, y la aplicación de la composición estabilizada para soldadura es decir, su aplicación a las partes de metal (especialmente aluminio o aleaciones de aluminio) y el calentamiento de las partes durante el proceso de soldadura. Se observó un incremento de la viscosidad cuando las muestras se estabilizaron a temperatura ambiente (aproximadamente a 20 °C) . Se asume que el tiempo de estabilización puede ser menor si las muestras se estabilizan a una temperatura superior, por ej . , una temperatura comprendida entre 30 y 60 °C.
El contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado en las preparaciones de fundentes acuosas estabilizadas es preferentemente igual o superior al 1% en peso de la preparación total. El contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado en las preparaciones de fundentes acuosas estabilizadas es preferentemente igual o inferior al 30% en peso de la preparación de fundente acuosa total . Más preferentemente, es igual o inferior al 20% en peso. Para simplificar el vocabulario, la expresión "K2A1F5 irreversiblemente deshidratado" con frecuencia se denominará "sal de fase II" en esta memoria descriptiva.
La composición de fundente comprendida en la preparación de fundente y las formas de realización preferidas corresponde a la composición de fundente que se describió en los párrafos anteriores.
De acuerdo con una forma de realización, la preparación de fundente contiene solamente K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, como componente fundente.
De acuerdo con una forma de realización preferida, la preparación de fundente comprende, además del K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, al menos otro fundente adecuado para soldar las partes de aluminio o aleaciones de aluminio a las partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio. Para distinguir este otro fundente del K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, este fundente adicional se denotará "fundente básico". En el contexto de la presente invención, el término "básico" de "fundente básico" se usa con el significado de "fundamental" , no con el significado de "base química = con un valor de pH menor a 7" . Por ende, la expresión "la preparación de fundente que comprende al menos un fundente básico seleccionado entre el grupo conformado por KA1F4, K2A1F5, KA1F5-H20, CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, fluorozincato de potasio, fluorozincato de cesio, fluoroestanato de potasio y fluoroestanato de cesio" tiene el mismo significado que la expresión "la preparación de fundente que comprende al menos un fundente fundamental seleccionado entre el grupo conformado por KA1F4, K2A1F5, KA1F5-H20, CsAlF4, CS2AIF5, Cs3AlF6, fluorozincato de potasio, fluorozincato de cesio, fluoroestanato de potasio y fluoroestanato de cesio" .
Tal como se mencionó con anterioridad, la preparación de fundente es una preparación acuosa. En consecuencia, contiene un portador que está constituido por agua o por mezclas de agua y un líquido orgánico.
De acuerdo con una forma de realización, el portador de la preparación de fundente es agua. El agua desionizada, agua destilada o agua corriente es adecuada como portador.
De acuerdo con otra forma de realización, el portador acuoso comprende agua y un líquido orgánico que preferentemente es miscible con agua. Preferentemente, en esta forma de realización, el contenido de agua en el portador es igual o superior a 10% en peso; más preferentemente, igual o superior a 25% en peso. El líquido orgánico preferentemente se selecciona entre el grupo conformado por alcoholes y cetonas . En esta forma de realización, son alcoholes preferidos el etanol, n-propanol, isopropanol, los glicoles, por ej . etilenglicol , propilenglicol y dietilenglicol , y la acetona es la cetona preferida. El portador acuoso puede comprender otros constituyentes orgánicos, por ejemplo, aglutinantes o espesantes.
El portador acuoso preferentemente consiste en agua. Por supuesto, también en este caso, el agua puede contener ciertas cantidades de constituyentes orgánicos, por ej . aglutinante o espesante disperso o disuelto.
La preparación de fundente de acuerdo con la invención será descrita en detalle a continuación a la luz de la alternativa preferida, en donde el agua -y ningún líquido orgánico, tal como alcohol o cetona- está presente como portador .
En la preparación de fundente con agua como portador, el contenido de la sal de fase II, el fundente básico y cualesquiera aditivos -de estar presentes- es preferentemente igual o superior al 10% en peso. Para simplificar el vocabulario, el contenido de sal de fase II, cualquier fundente básico y cualesquiera aditivos que faciliten el proceso de soldadura, por ej . aleación de soldadura o precursor de aleación de soldadura, o que mejoren las propiedades de las partes soldadas, por ej . , LiF o Li3AlF6, con frecuencia se denominarán "composición de fundente" en lo sucesivo. Más preferentemente, el contenido de la composición de fundente es igual o superior al 20% en peso. Preferentemente, el contenido de la composición de fundente en la preparación de fundente es igual o inferior al 50% en peso. El contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es, tal como se indicó con anterioridad, preferentemente igual o superior al 0.5% en peso de la preparación de fundente total. Más preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o superior al 1% en peso de la preparación de fundente total. Preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 50% en peso de la preparación de fundente total. Más preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 30% en peso de la preparación de fundente total.
La preparación de fundente acuosa opcionalmente contiene aditivos que facilitan el proceso de soldadura o mejoran las partes soldadas. Por ejemplo, los aditivos mencionados con anterioridad que facilitan el proceso de soldadura o las propiedades de las partes soldadas pueden estar presentes en la preparación de fundente. Por ejemplo, la preparación de fundente puede contener aleación de soldadura o polvo de Si; preferentemente, en una cantidad que abarca desde 2 hasta 20% en peso, de estar presente, de LiF o Li3AlF6 en una cantidad que abarca desde 0.5 hasta 15% en peso, de estar presente, de la preparación de fundente total establecida al 100% en peso. El agua y, de estar presente, otros aditivos, por ejemplo, aglutinante, espesante o agentes tensoactivos completan el balance al 100% en peso.
Preferentemente, el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, cualquier fundente básico y aditivos, de estar presentes, se dispersan en el portador acuoso.
En una forma de realización de la presente invención, la preparación de fundente contiene la composición de fundente, agua y opcionalmente aditivos que facilitan el proceso de soldadura o mejoran las partes soldadas, pero no contiene aglutinante ni espesante. La cantidad de composición de fundente y, de estar presente, dichos aditivos, corresponden a la cantidad provista con anterioridad.
En otra forma de realización de la presente invención, la preparación de fundente comprende la composición de fundente, agua, aglutinante y opcionalmente aditivos que facilitan el proceso de soldadura o mejoran las partes soldadas. La cantidad de la composición de fundente en esta preparación de fundente es preferentemente igual o superior al 10% en peso, cuando el peso total de la preparación de fundente que incluye la composición de fundente, el portador y los aditivos se establece al 100% en peso ("peso total de la preparación de fundente") . Más preferentemente, es igual o superior al 20% en peso. Con especial preferencia, es igual o superior al 25% en peso. Preferentemente, el contenido de la composición de fundente en la preparación de fundente es igual o inferior al 50% en peso. También en esta forma de realización, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es preferentemente igual o superior al 0.5% en peso de la preparación de fundente. Más preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o superior al 1% en peso de la preparación de fundente. Preferentemente, el contenido de K2A1FS irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 30% en peso de la preparación de fundente. Más preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 20% en peso de la preparación de fundente. De estar presente, la aleación de soldadura, especialmente aleación de aluminio-silicio, o el precursor de aleación de soldadura, especialmente polvo de Si, están contenidos en una cantidad que abarca, preferentemente, desde 2 hasta 20% en peso, y la cantidad de LiF o Li3AlF6, de estar presente, abarca preferentemente desde 0.5 hasta 15% en peso. Los porcentajes se refieren al peso total de la preparación de fundente. En esta forma de realización, no se incluye espesante orgánico.
Los aglutinantes adecuados son conocidos para las personas versadas en el arte. Los aglutinantes preferidos se seleccionan entre el grupo conformado por polímeros orgánicos. Dichos polímeros se secan físicamente (es decir, forman un revestimiento sólido una vez que el líquido es extraído) , o bien se secan químicamente (pueden formar un revestimiento sólido, por ej . , bajo la influencia de químicos, por ej . oxígeno o luz, que causan el entrecruzamiento de las moléculas), o ambas opciones. Los polímeros orgánicos preferidos se seleccionan entre el grupo conformado por poliolefinas , por ej . cauchos butílicos, poliuretanos , resinas, ftalatos, poliacrilatos , polimetacrilatos , resinas vinílicas, resinas epoxi, nitrocelulosa, polivinil acetatos y polivinil alcoholes. El aglutinante puede ser soluble en agua o insoluble en agua.
La cantidad de aglutinante en la preparación de fundente es preferentemente igual o superior al 1% en peso; más preferentemente, igual o superior al 5% en peso, de la preparación de fundente total. Con especial preferencia, es igual o superior al 10% en peso. Preferentemente, la cantidad de aglutinante es igual o inferior al 30% en peso, más preferentemente, igual o inferior al 20% en peso, de la preparación de fundente total .
En la presente invención, se prefieren los poliacrilatos , polimetacrilatos , polivinil alcoholes y poliuretanos .
En incluso otra forma de realización de la presente invención, la preparación de fundente comprende la composición de fundente, agua, un aglutinante, un espesante y, opcionalmente, aditivos que facilitan el proceso de soldadura o mejoran las partes soldadas. El espesante también puede brindar a la preparación de fundente propiedades tixotrópicas . Una cera tal como se describe en el documento EP-A 1808264, y metil butil éter, gelatina, pectina, acrilatos o poliuretano, tal como se describen en el documento EP-A-1 287941, son espesantes preferidos.
En esta forma de realización, el espesante preferentemente está presente en una cantidad igual o superior al 1% en peso de la preparación de fundente total; el espesante preferentemente está presente en una cantidad igual o inferior al 10% en peso. La presencia del espesante es especialmente ventajosa si el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se encuentra en el rango inferior, por ej . , en un rango que abarca desde el 5 hasta el 20% en peso de la preparación de fundente total. Un espesante puede ser técnicamente ventajoso incluso con mayores cantidades de la sal de fase II pero, por razones ecológicas y de seguridad, se desea una menor cantidad de constituyentes orgánicos en la preparación de fundente, y una menor cantidad de espesante. En consecuencia, cuanto mayor es la cantidad de sal de fase II en la preparación de fundente, preferentemente, menor es el contenido de espesante orgánico.
La preparación de fundente puede incluir otros aditivos, por ejemplo, estabilizadores de suspensión, agentes tensoactivos , especialmente agentes tensoactivos no iónicos, por ej . Antarox BL 225, una mezcla de alcoholes etoxilados y propoxilados C8-C10 lineales.
Se prefieren especialmente las preparaciones de fundentes acuosas estabilizadas que se estabilizan durante al menos 1 hora, que tienen un contenido igual o superior al 0.5% en peso, e igual o inferior al 30% en peso, de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado; entre 5 y 50% en peso del fundente básico,- y un aglutinante en una cantidad que abarca desde 5 hasta 20% en peso opcionalmente , espesante en una cantidad que abarca desde 0 hasta 5% en peso, con relación al peso total de la preparación de fundente acuosa. El balance al 100% en peso está constituido por el portador acuoso que está presente, y por aditivos que están opcionalmente presentes .
Los constituyentes de la preparación de fundente (sal de fase II, un fundente que contiene la sal de fase II, fundente básico, aleación de soldadura, precursor de aleación de soldadura, aglutinante, espesante, aditivos, de estar presentes) y un líquido portador se pueden proveer por separado para obtener la preparación de fundente. En una forma de realización preferida, al menos- la sal de fase II o, tal como se describe ahora, un fundente que la contiene, y el fundente básico, y opcionalmente aditivos que facilitan la soldadura, por ej . la aleación de soldadura o el precursor de aleación de soldadura, o aditivos que mejoran el producto soldado, por ej . LiF o Li3AlF6, se pueden proveer como una composición de fundente. Usar una composición de fundente prefabricada tiene la ventaja de que la fabricación de la preparación de fundente es más fácil porque los respectivos constituyentes no deben agregarse uno a otro.
Una composición de fundente que se puede usar para proveer la preparación de fundente de la presente invención es otro aspecto de la presente invención.
La composición de fundente de la presente invención comprende n fundente básico para la soldadura de aluminio que contiene o consiste en al menos un compuesto seleccionado entre el grupo conformado por KA1F4, K2A1F5, CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, KZnF3, K2SiF6, y sus hidratos, donde el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado queda excluido del grupo de fundentes básicos, y un contenido igual o superior a 2% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 50% en peso, más preferentemente, igual o inferior al 30% en peso, más preferentemente, igual o inferior al 25% en peso de la composición de fundente. La expresión "fundente básico para soldadura de aluminio" hace referencia a los fundentes que se pueden aplicar para soldar partes hechas de aluminio o aleación de aluminio a otras partes hechas de aluminio o aleación de aluminio, cobre, acero o titanio. La expresión "aleación de aluminio" hace referencia a las partes con un contenido de aluminio que es igual o superior al 95% en peso. Por supuesto, el fundente básico no corresponde a K2A1FS irreversiblemente deshidratado. Por lo tanto, la composición de fundente de la presente invención no consiste en K2A1F5 irreversiblemente deshidratado.
En el contexto de la presente invención, el término "comprender" y sus conjugaciones incluyen el significado de "consistir en" y sus conjugaciones.
Los fundentes básicos para soldadura de aluminio son conocidos; por lo general, se considera que no son corrosivos. Los fundentes básicos de fluoroaluminato de potasio son muy adecuados. Véase, por ejemplo, las patentes estadounidenses Nos. 3.951.328, 4.579.605 ó 6.221.129, o la patente estadounidense No. 3.971.501, que describe un fundente basado en KA1F y K3A1F6. Las patentes estadounidenses Nos. 4.670.067 y 4.689.092 describen un fundente basado en fluoroaluminato de potasio y fluoroaluminato de cesio. Aquellos fundentes básicos que contienen cesio son especialmente adecuados para soldar aleaciones de aluminio-magnesio.
Otros fundentes básicos también se pueden aplicar para soldar partes de aluminio.
Por ejemplo, es posible usar un fundente básico de fluorozincato de metal alcalino, especialmente un fundente básico de fluorozincato de potasio. Dichos fundentes básicos se revelan, por ejemplo, en la patente estadounidense No. 6.743.409. Un fundente basado en fluoroestanatos de metales alcalinos se describe en la patente estadounidense No. 6.880 : 746.
La expresión "K2A1F5 irreversiblemente deshidratado" hace referencia al K2A1F5 que se sometió a un tratamiento térmico a tal punto que no se rehidrata incluso en contacto con agua. Esta fase específica del K2A1F5 (en lo sucesivo, denominada con frecuencia "sal de fase II") y su fabricación se describen en la patente estadounidense No. 5.980.650. Al calentar K2A1F5-H20 a una temperatura que abarca desde 90 hasta 228 °C bajo condiciones cuasi- isobáricas , y hasta 265 °C, se obtiene una fase de K2A1F5 reversiblemente deshidratada que de aquí en adelante se denominará con frecuencia "sal de fase I". Al calentar el K2A1F5-H20 o la sal de fase I a temperaturas superiores a aproximadamente 265 °C, se forma el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, la sal de fase II. Bajo condiciones cuasi-isobáricas, la sal de fase II se forma incluso a temperaturas tan bajas como de 228 °C. Si bien la formación de la sal de fase II comienza a temperaturas relativamente bajas como las mencionadas con anterioridad, se prefiere calentar el K2A1F5-H20 o la sal de fase I a temperaturas iguales o superiores a 375 °C. Se forman cristales frágiles, y la conversión a la sal de fase II es alta. Incluso es posible calentar el material de inicio a una temperatura de hasta 500 °C, o incluso superior.
Si el fundente básico es un fluoroaluminato de potasio, la invención provee dos alternativas preferidas.
De acuerdo con una alternativa, la composición de fundente comprende un fundente básico de floroaluminato de potasio y al menos 2% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado con la condición de que se excluya un fundente para soldar piezas de metal que comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado en mezcla con al menos otra sal de metal alcalino de un fluoruro de aluminio complejo, en donde dicho fundente consiste esencialmente en 1 a 97% en peso de KA1F4 ; 1 a 20% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado; 0 a 15% en peso de K2A1F5 reversiblemente deshidratado; 0 a 15% en peso de K2A1F5-H20; 0 a 10% en peso de K3A1F6; y 0 a 7% en peso de agua químicamente no ligada. Dicho fundente se revela genéricamente en la patente estadounidense No. 5.980.650 y no se reivindica en la presente como tal.
De acuerdo con otra alternativa, la composición de fundente comprende un fundente básico de fluoroaluminato de potasio y K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, en donde el contenido de KA1F4 abarca desde 50 hasta 90% en peso, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado (sal de fase II) abarca desde 5 hasta 50% en peso, y el contenido total de cualquier forma de K2A1F5 abarca desde 10 hasta 50% en peso. La expresión "contenido total de cualquier forma de K2A1FS" hace referencia a la suma de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, K2A1F5 reversiblemente deshidratado, K2A1F5-H20 y cualquier otra forma de K2A1F5 que no sea la sal de fase II . En esta forma de realización, el contenido de KA1F4 se encuentra preferentemente en el rango de 70 a 90% en peso; el contenido de K2A1FS irreversiblemente deshidratado se encuentra entre 5 y 30% en peso, y el contenido total de cualquier forma de K2A1F5 se encuentra entre 10 y 50% en peso .
En una forma de realización preferida de esta alternativa, el contenido total de cualquier forma de K2A1F5 se encuentra entre 15% en peso y 30% en peso, con la condición de que el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado (sal de fase II) sea al menos 5% en peso del peso total de la composición de fundente. El balance al 100% en peso es A1F4 y, de estar presente, impurezas residuales indeseadas, por ejemplo, K3A1F6. El contenido de la sal de fase II abarca preferentemente desde 5 hasta 30% en peso de la composición de fundente total; el contenido de las otras formas de K2A1F5 que no son la sal de fase II abarca desde 0 hasta 25% en peso de la composición de fundente total. En las formas de realización especialmente preferidas de la invención, el contenido total de cualquier forma de K2A1F5 abarca desde 15 hasta 25% en peso del peso total de la composición de fundente, y la relación en peso entre el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado y las otras formas de K2A1F5 que no son la sal de fase II oscila entre 2:1 y 1:2.
Opcionalmente , la composición de fundente de la presente invención comprende aditivos que facilitan el proceso de soldadura o mejoran las propiedades de las partes soldadas .
Los aditivos que facilitan el proceso de soldadura son, por ejemplo, aleación de soldadura, por ejemplo, aleación de aluminio-silicio, o precursores de aleaciones de soldadura, por ej . silicio, germanio, cobre, o hexafluorosilicato de potasio o hexafluorosilicato de cesío; las hexafluorosilicatos también son útiles como fundentes básicos. La soldadura puede ser más fácil con una composición de fundente que contiene estos aditivos porque no es necesario chapear las partes a ser soldadas con aleación de soldadura en un paso separado. De estar presente, estos aditivos están contenidos preferentemente en una cantidad igual o inferior al 50% en peso del peso total de los aditivos más la composición de fundente.
Un fundente básico que comprende fluoroaluminato de potasio y fluoruro de litio como aditivo se conoce a partir del documento EP-A-0 091231. Se establece que el contenido de LiF no debería ser menor al 2% en peso ni exceder el 7% en peso .
El uso de precursores de aleaciones de soldadura como aditivos se describe en la patente estadounidense No. 5.100.048; el uso de hexafluorosilicatos como aditivos o fundente se describe en la patente No. 6.648.212.
Otros aditivos mejoran las propiedades de las partes soldadas .
Un fundente básico que comprende compuestos de Li como aditivo, especialmente LiF o Li3AlF6, se describe en el documento WO 2010/060869 (número de presentación PCT/EP2009/065566) . El contenido de Li+ es preferentemente igual o superior al 0.1% en peso, que corresponde a un contenido de aproximadamente 1% en peso (exactamente, 0.77% en peso) de Li3AlF6 en el fundente modificado. Generalmente, el contenido de Li+ en ese fundente es igual o inferior al 4.6% en peso. Esto corresponde a un contenido de aproximadamente 36% en peso de Li3AlFs en ese fundente. Los aditivos de sal de Li mejoran la resistencia de las partes soldadas contra la corrosión.
Otro fundente básico se describe en la solicitud, de patente internacional no publicada, con el número de presentación EP2010/051626. El fundente básico descrito en la misma es adecuado para soldadura de aluminio y contiene un fundente básico que comprende K2AIF5 o un precursor del mismo, y una sal de Li en una cantidad que corresponde del 80% al 120% de la cantidad que es necesaria a nivel estequiométrico para convertir todo el K2AIF5 a K2L1AIF5 durante la soldadura. Las sales de Li preferidas son LiF y Li3AlF6.
Otros . aditivos que se agregan opcionalmente a la composición de fundente son las sales metálicas reveladas en el documento WO2005/092563. Los aditivos descritos allí, especialmente los óxidos y fluoruros de lantano, cerio, niobio, bismuto, zirconio, titanio, mejoran las propiedades de superficie, por ej . brindan mayor suavidad, y también mejoran el flujo de la aleación de soldadura durante la soldadura. De estar presente, estos aditivos preferentemente están contenidos en una cantidad igual o inferior al 10% en peso del peso total de la composición de fundente.
En las siguientes tablas 1 y 2, se compilan las composiciones de fundentes preferentes de la presente invención. La "sal de fase II" es el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Las composiciones de fundentes en la tabla 1 se pueden elaborar ventajosamente al mezclar K2A1F5 irreversiblemente deshidratado (sal de fase II) esencialmente puro y fundentes básicos que consisten esencialmente en formas de KA1F y K2A1FS que están libres de sal de fase II o que tienen cierto contenido del K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Un fundente que consiste esencialmente en KA1F y K2A1F5 y su hidrato que está esencialmente libre de sal de fase II se encuentra disponible a través de Solvay Fluor GmbH como Nocolok* Flux. El K2A1F5 irreversiblemente deshidratado esencialmente puro se puede elaborar de la siguiente manera: de acuerdo con el ejemplo 7 de la patente estadounidense No. 4.579.605, el hidrato de K2A1F5 se prepara al hacer reaccionar ácido fluorhídrico con una concentración de HF de aproximadamente 20% en peso, con hidróxido de aluminio y luego con una lejía de potasio con una concentración de KOH de 25% en peso; la relación molar de Al:F:K es de 1:4:1. El producto resultante luego se somete a un tratamiento térmico, preferentemente a una temperatura superior a 265 °C, tal como se describe en la patente estadounidense No. 5.980.650.
Tabla 1 : Composiciones de fundentes de la presente invención* * Cantidades en % en peso de la composición de fundente total .
** El fundente básico está disponible como Nocolok"" Flux a través de Solvay Fluor GmbH, Hannover, Alemania. La relación en peso de KA1F4:K2A1F5 en este fundente es de aproximadamente 80:20. El fundente básico está esencialmente libre de sal de fase II.
*** Una mezcla de CsAlF4, KA1F4 y K2A1F5 de manera tal que y es aproximadamente 1-2 y z es 4-5. La mezcla se encuentra disponible como Nocolok® Cs Flux a través de Solvay Fluor GmbH, Hannover, Alemania.
Los fundentes en la tabla 2 comprenden tanto sal de fase II como otras formas de K2A1F5 que no son sales de fase II . El contenido total de cualesquiera formas de K2A1F5 se encuentra preferentemente en el rango de 15 a 25% en peso, muy preferentemente, en el rango de aproximadamente 20 ± 2% en peso; la relación en peso de la sal de fase II respecto de las formas de K2A1F5 que no son sales de fase II es preferentemente de 1:2 a 2:1. Dichos fundentes se producen preferentemente de la siguiente manera. En un primer paso, se prepara un fluoroaluminato de potasio precipitado que consiste esencialmente en KA1F4 y K2A1F5. Un método adecuado se describe en la patente estadounidense No. 4.428.920. Se hace reaccionar ácido de fluoroaluminio, preferentemente preparado en forma fresca a partir de alúmina y ácido fluorhídrico, con un compuesto de potasio, especialmente lejía de potasio, en una etapa de precipitación para formar fluoroaluminato de potasio. La concentración del ácido de fluoroaluminio se encuentra preferentemente en el rango de 5 a 30% en peso, la concentración de KOH en la l jía de potasio se encuentra preferentemente entre 2 y 25% en peso. La relación molar del potasio respecto del aluminio oscila preferentemente entre 0.60:1 y 0.95:1. La proporción de flúor respecto de aluminio se encuentra dentro del rango comprendido entre 4.0:1 y 4.8:1. De acuerdo con la patente estadounidense No. 5.968.288, el proceso se puede realizar al agregar criolita de potasio a la etapa de precipitación. El fluoroaluminato de potasio precipitado con diversas cantidades de K2A1F5 también se puede preparar de la manera descrita en los ejemplos 9 a 11 de la patente estadounidense No. 4.579.605 al variar la temperatura de reacción de la solución de ácido fluorhídrico, lejía de potasio y alúmina.
El fluoroaluminato de potasio precipitado que esencialmente no comprende ninguna sal de fase II cuando se fabrica en el paso de precipitación tal como el descrito se somete luego a un segundo paso que se puede llevar a cabo de acuerdo con dos alternativas.
De acuerdo con una primera alternativa, el fluoroaluminato de potasio precipitado se calienta a una temperatura durante un período de tiempo tal que solamente la proporción deseada de K2A1F5 o el hidrato del mismo se convierta a la sal de fase II. El grado de conversión se puede monitorizar mediante análisis de difracción de rayos X, análisis diferencial térmico y análisis elementales de flúor y aluminio tal como se menciona en la patente estadounidense No. 4.579.605, columna 3, línea 53 a columna 4, línea 10.
De acuerdo con la segunda alternativa, el fundente básico se prepara al mezclar, en la relación deseada, el fundente precipitado que no se trató para convertir K2A1F5 en la sal de fase II, y el fluoroaluminato de potasio precipitado que fue térmicamente tratado de manera tal que esencialmente todo el K2AlF5 se convirtiera en la sal de fase II. Se prefiere esta alternativa a la otra alternativa porque la relación deseada de la sal de fase II respecto de las otras formas de K2A1F5 que no son sales de fase II se puede establecer con gran exactitud.
En la tabla 2, se compilan las composiciones de fundentes que son obtenidas al mezclar fundente secado precipitado con fundente tratado térmicamente en el cual está presente solamente la sal de fase II. El contenido de KA1F4 en el fundente precipitado secado es de aproximadamente 80% en peso, de la misma manera que en el fundente tratado térmicamente. Por ende, también en la mezcla, el contenido total de KA1F4 es de aproximadamente 80% en peso. El contenido total de K2A1F5 (contenido total de todas las formas, con inclusión de la fase II) en la composición de fundente formada es de aproximadamente 20% en peso.
Tabla 2: Composición de fundente, opcionalmente con aditivos, que comprende la sal de fase II y otras formas de K2A1F5, obtenida al mezclar fundente que no contiene sal de fase II ("sin fase II") y fundente que contiene K2A1F5 solamente en la forma de sal de fase II ("fase II"). El contenido se brinda en % en peso * Obtenido al mezclar 5 partes de Nocolok Flux, tratado térmicamente hasta una temperatura de 475 °C, y 15 partes de Nocolok* Flux no tratado. ** ídem, pero se mezclaron 10 partes de Nocolok*8 Flux tratado térmicamente y 10 partes de Nocolok0 Flux no tratado. *** ídem, pero se mezclaron 15 partes de Nocolok3' Flux tratado térmicamente y 5 partes de Nocolok81 Flux no tratado.
+ Obtenido al mezclar 7 partes de fundente N° 15 y 3 partes de polvo de Si.
++ Obtenido al mezclar 91 partes de fundente N° 15 y 9 partes de Li3AlF6.
Un método para la fabricación de las composiciones de fundentes es otro aspecto de la presente invención.
La invención provee un método para la fabricación de la composición de fundente de la presente invención, que comprende un fundente básico para soldadura de aluminio y una cantidad igual o superior al 2% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, en donde: a) se combina un fundente básico con K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, o b) se trata térmicamente un fundente que comprende K2A1F5 que no es irreversiblemente deshidratado para convertir al menos una parte del K2A1F5 no irreversiblemente deshidratado en K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, o c) se mezcla un fundente que comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado con un fundente que comprende K2A1F5 no irreversiblemente deshidratado.
De acuerdo con la primera alternativa, el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se agrega a cualquier fundente básico que es útil para soldar partes de aluminio o partes de aleación de aluminio a partes de aluminio, aleación de aluminio, cobre, acero o titanio. Preferentemente, el K2A1F5 es esencialmente puro; preferentemente, el contenido de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o superior al 98% en peso. El balance al 100% en peso está constituido por impurezas indeseadas; por ej . agua, otras formas de K2A1F5, KAIF4 o K3A1F6. Los fundentes básicos que son preferidos se mencionaron con anterioridad. Los fundentes básicos más preferidos son KA1F4, K2A1F5, fluoroaluminato de cesio, y cualesquiera mezclas de los mismos; fluorozincato de potasio, fluorozincato de cesio y cualesquiera mezclas de los mismos; y fluoroestanato de potasio, fluoroestanato de cesio.
De acuerdo con la segunda alternativa, un fundente que comprende K2A1F5 que se encuentra en una forma distinta de la fase II, por ej . K2A1F5 o K2A1F5 reversiblemente deshidratado, se trata térmicamente de tal manera que al menos una parte del K2A1F5 se convierta en K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Generalmente, el fundente se calienta a una temperatura superior a aproximadamente 265 °C para alcanzar la conversión de una parte o todo el K2A1F5 presente.
De acuerdo con la tercera alternativa, un fundente que comprende K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se combina con un fundente que comprende otras fases de K2A1F5. Esta alternativa se aplica preferentemente para proveer una composición de fundente fluoroaluminato de potasio. Las composiciones de fundentes preferidas que se pueden fabricar de acuerdo con este método se describieron con anterioridad. La tercera alternativa se aplica con especial preferencia para fabricar una composición de fundente que comprende desde 75 hasta 85% en peso de KA1F4, donde el balance al 100% en peso es el K2A1F5, y la relación en peso de la sal de fase II respecto de las otras formas de K2A1F5 oscila preferentemente entre 2:1 y 1:2.
Con frecuencia, se prefiere mezclar los componentes en forma completa para alcanzar la homogeneidad de la composición de fundente.
Si se busca preparar una composición de fundente que comprende aditivos, entonces es posible agregar el respectivo aditivo o aditivos a la composición de fundente o a cualquiera de los componentes antes de mezclarlos, por ej . al fundente básico o al K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. Los aditivos preferidos, en especial Si, LiF y Li3AlF6, y su función, se describieron con anterioridad.
Las composiciones de fundentes, que opcionalmente contienen uno o más aditivos tal como se explicó en detalle en los párrafos anteriores, son útiles para cualquier método para aplicarlas a las partes a ser soldadas. Pueden, por ejemplo, ser aplicadas en un método en seco, por ej . de manera electrostática. También se pueden aplicar en un método en húmedo, en donde la composición de fundente y cualquier aditivo, de estar presente, se dispersa en un portador orgánico, por ej . un alcohol monobásico, por ejemplo, etanol o isopropanol, o un alcohol dibásico, por ejemplo, glicol. La dispersión se puede asperjar sobre las partes, pintar sobre las partes, o aplicarse al sumergir las partes en la preparación húmeda.
Tal como se mencionó previamente, las composiciones de fundentes de la presente invención se aplican preferentemente para proveer la preparación de fundente acuosa explicada con detalle en los párrafos anteriores.
En consecuencia, una preparación de fundente acuosa estabilizada preferida comprende la composición de fundente tal como se presentó en detalle con anterioridad. El experto versado en el arte entenderá que, en la preparación de fundente acuosa estabilizada, la "composición de fundente" con frecuencia no estará presente como tal. Se asume que los constituyentes de la composición de fundente se separarán cuando se disuelvan o dispersen en el portador acuoso. Por consiguiente, la expresión "una preparación de fundente que comprende la composición de fundente de la presente invención y un portador acuoso" tiene el mismo significado que "una preparación de fundente que comprende los componentes de la composición de fundente de la presente invención y un portador acuoso" . Para simplificar el vocabulario, la expresión "una preparación de fundente que comprende la composición de fundente" se usará con relación a la descripción adicional de la preparación de fundente.
Tal como se describe a continuación, las fuerzas de alto corte pueden reducir la viscosidad de ciertas preparaciones de fundentes estabilizadas. Preferentemente, las preparaciones de fundentes de la presente invención no se someten a fuerzas de corte que reducen la viscosidad y el comportamiento de sedimentación a un nivel menor indeseado.
En la siguiente tabla 3, se compilan ejemplos concretos de preparaciones de fundentes estabilizada preferidas. El portador es agua. El tiempo de estabilización se calcula desde el momento de mezclar el agua y la composición de fundente hasta el momento de medir la viscosidad dinámica en MP31 (50 mm, 0o); el ancho de separación fue de d=0.500 mm; las mediciones se realizaron a temperatura ambiente a una velocidad de corte de 1000 [1/s] . Los valores del contenido se brindan en % en peso de la preparación de fundente total; la viscosidad dinámica se brinda en [mPa-s]. La composición de fundente aplicada se obtuvo al mezclar fundente tratado térmicamente y fundente no tratado térmicamente (que consistía en KA1F4 y K2A1F5 y su hidrato con aproximadamente 80% en peso de KA1F , obtenible como Nocoloke Flux) . En el fundente tratado térmicamente, el contenido de K2A1F5 estuvo completamente presente como K2A1F5 irreversiblemente deshidratado. La columna de "contenido de fundente" indica el contenido de fundente en la preparación. La "proporción de fase II" se refiere al contenido de la sal de fase II en la cantidad total de K2A1F5 presente cuando la cantidad total de K2A1F5 presente se establece al 100 %. La columna de "tiempo de estabilización" brinda el tiempo en horas e indica el tiempo transcurrido desde que se fabricó la preparación de fundente hasta el momento en que se determinó la viscosidad, es decir, brinda el tiempo de contacto entre el agua y la sal de fase II.
Tabla 3 : Composiciones estabilizadas preferidas En la tabla 4, se compilan preparaciones de fundentes acuosas especialmente preferidas que comprenden un aglutinante. El aglutinante era una dispersión de poliuretano ® miscible con agua, el espesante era Nocolok Bmder, que contenía un poliuretano. Las cantidades de fundente, aglutinante y espesante se brindan en % relativo al peso total de la preparación de fundente. El portador era agua. El volumen de sedimentación se midió al llenar 100 mi de la preparación de fundente en un cilindro de medición graduada con un volumen de 100 mi. El volumen de sedimentación se midió después de 24 horas luego de colocar la preparación de fundente en el cilindro. Por ende, el tiempo de estabilización fue superior a 24 horas. El valor "Proporción FII" nuevamente brinda el contenido de sal de fase II en el peso total de K2A1F5 establecido al 100 %. La composición de fundente se preparó tal como se describió para las preparaciones de fundentes de la tabla 3. El volumen de sedimentación se brinda en mi. La abreviatura referencia a los ejemplos de comparación.
Tabla 4 : La preparación de fundente de la invención preferentemente se prepara de la manera que se indica a continuación .
La composición de fundente (o, tal como se mencionó con anterioridad, los respectivos componentes separados, si se desea aplicarlos por separado uno del otro) y el portador acuoso, preferentemente agua, se colocan en un recipiente adecuado para mezclar los componentes. En el recipiente, la composición de fundente y cualquier otro constituyente sólido o líquido no contenido en la composición de fundente se dispersa en el portador en un paso de dispersión. Los inventores observaron que la viscosidad dinámica que es tentativamente explicada por fuerzas intermoleculares que se forman entre las moléculas del agua y las de la sal de fase II, se incrementa con lentitud. Incluso después de 10 minutos de contacto entre las moléculas del agua y las de la sal de fase II, la viscosidad dinámica de la preparación de fundente de la invención es muy superior. Después de 1 hora, la viscosidad dinámica es aún considerablemente superior y, después de 24 horas, se alcanza un nivel muy alto de viscosidad. Por el contrario, en una preparación de fundente que no comprende sal de fase II, no se observa en absoluto ningún cambio de la viscosidad dinámica. Por ende, de acuerdo con una forma de realización preferida, se provee una preparación de fundente de tal manera que el contacto entre el agua, si se desea en la forma de una mezcla con un líquido orgánico tal como se explicó con anterioridad, y la sal de fase II se extienda a 12 o más minutos, preferentemente a un período igual o superior a 20 minutos, preferentemente a al menos 30 minutos antes de que la preparación de fundente se use para soldadura.
También el comportamiento de sedimentación mejora después de la preparación del fundente. Inmediatamente después de la fabricación de la preparación de fundente, el volumen de sedimentación disminuye con el tiempo. De acuerdo con una medición 30 minutos después de dispersar la composición de fundente en agua, el volumen de sedimentación de los sólidos permanece esencialmente constante. Por el contrario, el volumen de sedimentación de fundentes comparables sin sal de fase II presente continúa descendiendo luego de 30 minutos.
Tal como se describió con anterioridad, se observó que la composición de fundentes que comprende sal de fase II provee una preparación de fundente acuosa con mayor viscosidad, en comparación con los fundentes sin sal de fase II. Tal como se mencionó, una explicación tentativa es la formación de fuerzas intermoleculares entre el agua y la sal de fase II. Se observó que las fuerzas de corte no tienen influencia sobre la viscosidad dinámica cuando la preparación de fundente se prepara. Una vez que el incremento de la viscosidad dinámica tuvo lugar (atribuido a la formación de las fuerzas intermoleculares mencionadas previamente) , las fuerzas de corte aplicadas a la dispersión pueden tener cierto impacto sobre la viscosidad. Hasta cierto nivel de fuerzas de corte, la viscosidad dinámica alta de las preparaciones de fundentes acuosas fabricadas bajo dispersión de la sal de fase II no se incrementa o se incrementa solamente a un grado tolerable. Por encima de ese nivel, la viscosidad dinámica disminuye a un nivel observado con preparaciones de fundentes acuosas comparables que no contienen una sal de fase II cuando se preparan.
El nivel de la fuerza de corte que tiene un impacto indeseado sobre el nivel de la viscosidad dinámica puede depender de la preparación de fundente dispersada individual, por ej . de la temperatura, la concentración de la sal de fase II, la cantidad de aglutinante, etcétera. Los inventores realizaron pruebas en donde la preparación de fundente se preparó usando un aparato de disolución de Disperlux Laboratorium Dissolver Modelo 2027 Green-Line operado a una velocidad de disco de 800 ciclos por minuto. Una vez formado el alto nivel de la viscosidad dinámica, se determinó la viscosidad dinámica de la preparación de fundente acuosa resultante usando un aparato Rheolab MCI. El sistema de medición era MP31 (50 mm, 0o) ; el ancho de separación era d=0.500 mm; las mediciones se realizaron a temperatura ambiente. Se seleccionó una velocidad de corte comprendida entre 1000 [l/s] y 3000 [1/s] . A una velocidad de corte de 1000 [l/s] , la viscosidad dinámica permaneció a un nivel muy alto, mucho más alto que el de las preparaciones de fundentes acuosas sin sal de fase II. A una velocidad de corte de 3000 [l/s], la viscosidad dinámica fue incluso mucho más alta que la viscosidad dinámica de las preparaciones de fundentes acuosas sin contenido de sal de fase II. Cuando la preparación de fundente acuosa de la presente invención se sometió a velocidades de corte muy altas, tal como en un aparato de disolución operado a 6.500 ciclos por minuto, la viscosidad dinámica es comparable a la de las preparaciones de fundentes acuosas sin sal de fase II en aquellos casos donde el contenido de fundente era del 30% en peso.
La velocidad de corte máxima aceptable para las preparaciones de fundentes acuosas concretas se puede determinar con facilidad mediante simples pruebas, tal como se describió previamente, en un aparato para determinar las viscosidades dinámicas. Se asume que un límite superior preferido para la velocidad de corte es de 5000 [1/s] , más preferentemente, de 3000 [1/s] , con mayor preferencia, de 1500¦ [1/s] .
En todos los experimentos, la viscosidad dinámica se midió a una temperatura de entre aproximadamente 22.8 °C y 24.8 °C.
El comportamiento de sedimentación también es impactado en forma negativa por las fuerzas de alto corte. Cuando la preparación de fundente se trató posteriormente en el aparato de disolución de Disperlux Laboratory con un disco que tenía un diámetro de 40 mm a una velocidad de 6.500 ciclos por minuto, el alto nivel del volumen de sedimentación disminuyó al nivel de una preparación de fundente que no contenía sal de fase II para las composiciones que contenían 30% en peso del fundente.
Los detalles provistos con anterioridad para un portador que consiste esencialmente en agua también se pueden aplicar para la forma de realización en donde el portador comprende agua y un líquido orgánico.
Otro aspecto de la presente invención es un proceso para soldar partes de aluminio o partes de aleaciones de aluminio a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio. El proceso de la presente invención comprende un paso de soldadura en donde las partes de aluminio o aleaciones de aluminio se unen a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio en donde se provee una preparación de fundente acuosa que comprende sal de fase II dispersada, la preparación de fundente se reviste sobre al menos una de las partes a ser unidas, y las partes se calientan en presencia de una aleación de soldadura o un precursor dé aleación de soldadura hasta que se forme una junta soldada. La temperatura de soldadura es conocida por el experto en la técnica. Depende principalmente de la aleación de soldadura o del precursor de aleación de soldadura y del fundente aplicado. Para la soldadura de aluminio donde se utiliza un fundente de fluoroaluminato de potasio, la soldadura se realiza usualmente a una temperatura que oscila entre aproximadamente 580 y 615 °C, o más.
En una forma de realización preferida, se aplica una preparación de fundente acuosa que se preparó al menos 12 minutos, preferentemente 20 minutos, más preferentemente al menos 30 minutos, más preferentemente, al menos 1 hora antes de ser revestida sobre las partes a ser soldadas .
En una forma de realización preferida, se aplica una preparación de fundente acuosa que, una vez transcurridos más de 12 minutos, preferentemente más de 20 minutos de su preparación, no se sometió a velocidades de corte que reducen la viscosidad dinámica de la preparación de fundente acuosa a temperatura ambiente a un porcentaje igual o superior al 80%, preferentemente, igual o superior al 50 %, y en especial preferentemente, igual o superior al 20 %. Preferentemente, las velocidades de corte son iguales o inferiores a las velocidades de corte sometidas, a temperatura ambiente, es decir, a aproximadamente 20 °C, sobre la preparación de fundente acuosa a 5000 [1/s] , preferentemente, iguales o inferiores a 3000 [1/s] , más preferentemente, iguales o inferiores a 1500 [1/s] , mediante un aparato Rheolab MCI, donde el sistema de medición es MP31 (50 mm, 0o), y el ancho de separación era d=0.500 mm.
La preparación de fundente acuosa se aplica preferentemente a la parte o las partes a ser soldadas al asperjarla sobre la parte o las partes, al pintarla sobre la parte o las partes o al sumergir la parte o las partes en la preparación de fundente.
En una forma de realización, la preparación de fundente se usa en una aplicación anterior al uso del fundente. En este tipo de aplicación, la preparación de fundente es revestida sobre las partes a ser soldadas, por ej . mediante aspersión o pintura, y luego se seca para proveer una parte revestida con la preparación de fundente seca. La parte luego se almacena o se transporta a una instalación de soldadura, donde se suelda. La ventaja es que el usuario final puede usar inmediatamente la parte pre- sometida al fundente para la soldadura. Una parte pre-sometida al fundente revestida con la preparación de fundente secada de la presente invención es otro aspecto de la presente invención.
La preparación de fundente se aplica preferentemente en una cantidad tal que el peso del fundente sea de aproximadamente 5 a 40 g/m2.
Después de la soldadura, las partes soldadas se pueden someter a un tratamiento posterior para mejorar las propiedades anticorrosivas de las mismas. Un método para mejorar las propiedades anticorrosivas de las partes soldadas se describe en la solicitud de patente internacional WO 2009/127707. De acuerdo con esa solicitud de patente, las partes se pueden someter a un tratamiento posterior al calentarlas a una temperatura comprendida entre aproximadamente 400 °C y 550 °C en una atmósfera que contiene oxígeno, por ej . en aire. En forma alternativa o adicional, las partes soldadas se pueden tratar con una sal de calcio tal como barredor de fluoruro o con compuestos que reducen la solubilidad de los residuos del fundente. Las sales de potasio son altamente adecuadas cuando se aplica un fundente que contiene potasio. Las sales como iones A1F4, iones AlF5 e iones AlF6 también son adecuadas, por ej . las respectivas sales de potasio.
Otro aspecto se dirige al uso de la sal de fase II como espesante para preparaciones de fundentes acuosas. En este aspecto, se provee un método para incrementar la viscosidad de preparaciones de fundentes acuosas para soldar partes de aluminio o partes de aleaciones de aluminio a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio en donde se agrega K2A1F5 irreversiblemente deshidratado como espesante. En este método, el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se agrega preferentemente en una cantidad igual o superior al 5% en peso de la preparación de fundente total. Preferentemente, la cantidad de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado es igual o inferior al 50% en peso de la preparación de fundente total. Preferentemente, la preparación de fundente se estabiliza durante al menos 12 minutos. Preferentemente, la preparación de fundente se estabiliza durante un período igual o inferior a 3 días.
La ventaja de la presente invención es que la composición de fundente provee una preparación de fundente acuosa que tiene una viscosidad mayor que otras preparaciones de fundentes comparables. Por ende, la adhesión a las partes a ser soldadas es muy buena, la efectividad de la preparación de fundente es muy alta porque existe menor derrame desde las partes revestidas, el contenido de espesante se puede reducir o incluso fijar a cero y, por consiguiente, la compatibilidad ambiental es muy alta.
Si la divulgación de cualesquiera patentes, solicitudes de patentes y publicaciones que se incorporan en la presente por referencia estuviera en conflicto con la descripción de la presente solicitud al punto que pudiera restar claridad a un término, la presente descripción ha de tomar precedencia.
Los siguientes ejemplos explicarán la invención en detalle, sin intención de limitarla.
Ejemplo 1: Preparación de, un fundente que consiste en KA1F4 y K2AIF5 irreversiblemente deshidratado en una relación en peso de aproximadamente 4:1 1.1 Un fundente que consistía en KA1F4 y 2A1F5 con un contenido de aproximadamente 80% en peso de KA1F4, donde el balance al 100% en peso era K2A1F5 y su hidrato, el contenido de sal de fase II era de 0, disponible como Nocolok* Flux a través de Solvay Fluor GmbH, Hannover, Alemania, se sometió a un tratamiento térmico en un horno. El horno se purgó con nitrógeno, el fundente a ser tratado térmicamente se colocó en el horno, y la temperatura del horno se llevó lentamente a la temperatura final de 430 °C. El fundente se mantuvo, a esa temperatura durante 32 minutos, y luego la temperatura se llevó nuevamente, lentamente, a temperatura ambiente. La composición de fundente producida se analizó mediante difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés X-Ray Diffraction) . El K2A1F5 estuvo presente completamente en la forma de la sal de fase II.
Ejemplos 1.2 a 1.9: se repitió el Ejemplo 1.1. El fundente se llevó a las siguientes temperaturas máximas (entre paréntesis: tiempo de retención a la temperatura en minutos) : 440 °C (38); 390 °C (45); 450 °C (32); 435 °C (50); 475 °C (64); 450 °C (67); 462 °C (63); 440 °C (60) y 475 °C (75). En todos los casos, se observó una conversión completa del contenido de K2A1F5 a la sal de fase II.
El valor X90 para todas las composiciones de fundentes osciló entre 9.36 y 11.03 pm (es decir, el 90% de todas las partículas tenía un diámetro igual o menor a 9.36 e igual o menor a 11.03 pm) . El valor X50 osciló entre 3.37 y 4.81 pm. El valor X10 osciló entre 0.86 y 1.17 pm.
El fundente no tratado (2 muestras) tuvo un valor X90 de 8.1 y 8.48 pm, un valor X50 de 2.6 y 2.65 pm, y un valor X10 de 0.75 y 0.76 pm.
Los valores se miden de la siguiente manera: Dispositivo usado: Sympatec HELOS con unidad de dispersión de polvo seco Rodos.
Versión del programa informático usada para mediciones: Sympatec HELOS (dispositivo no. H1132) RODOS : HRLD (V03.03. Rel.l) y Sympatec HELOS (dispositivo no. H2068) RODOS : HRLD (5.3.0.0). HRLD significa "difracción láser de alta resolución", por sus siglas en inglés High Resolution Láser Diffraction.
Las distribuciones del tamaño de partícula se midieron mediante difracción láser (método: aproximación de Fraunhofer) .
Para las mediciones, se dispersa una parte del polvo en una corriente de gas de nitrógeno por medio de una boquilla. La nube de polvo luego pasa perpendicular por un haz de láser. El haz de láser es difractado por las partículas de polvo dentro de la nube de polvo. El ángulo de difracción resultante y la distribución de intensidad dependen del tamaño de partícula y de la concentración de las partículas (respecto del tamaño de partícula) . El patrón de difracción resultante es detectado por un detector de arreglos sensible a la luz. A partir de la señal detectada (patrón de difracción) la distribución del tamaño de partícula se calcula posteriormente mediante un método matemático conocido como "aproximación de Fraunhofer" para partículas redondas .
Ejemplo 2: Comportamiento de sedimentación de las preparaciones de fundentes estabilizadas durante 0 a 120 minutos Procedimiento general: 20 g de una composición de fundente del ejemplo 1 (fundente tratado térmicamente con 20% en peso de sal de fase II, donde el balance al 100 % era KA1F4, la proporción de sal de fase II en el contenido total de K2AIF5 era del 100%; X90 = 9.40 ym, X50 = 3.57 ym, X10 = 0.91 ym; tratado térmicamente a aproximadamente 430 °C) , y el fundente no tratado (X90 = 8.09 ym, X50 = 2.59 ym, X10 0 0.75 ym; 80% en peso de KA1F4, sin sal de fase II) para comparación se mezclaron con 80 mi de agua desionizada en un cilindro de medición graduado con un volumen interno de 100 mi. El cilindro se cerró y se agitó manualmente dyrante 1 minuto. Luego se detuvo la agitación, y el comportamiento de sedimentación se determinó al controlar el volumen de sedimentación (límite de fase entre fase líquida y suspensión en mi) luego de períodos de uso indicados.
Primer ciclo: el volumen de sedimentación se determinó después de 0, 30, 45 y 60 minutos una vez que se detuvo la primera agitación del cilindro.
Segundo ciclo: Después de 60 minutos, el cilindro se agitó nuevamente durante 1 minuto y, una vez más, se determinó el volumen de sedimentación después de 0, 30, 45 y 60 minutos una vez que se detuvo la agitación.
Tercer ciclo: como el segundo ciclo, pero realizado 120 minutos una vez que se realizó la primera agitación del cilindro. El volumen de sedimentación se determinó después de 24 horas de tiempo de decantación.
Los resultados se brindan en la tabla 5. El límite de fase se brinda en mi .
Tabla 5 : volúmenes de sedimentación preparaciones de fundentes después de la agitación.
Los datos demuestran que la preparación de fundente de la presente invención es altamente superior a un fundente estándar a la luz del comportamiento de sedimentación a largo plazo .
Ejemplo 3: Viscosidad de las preparaciones de fundentes estabilizadas sin aglutinante y sin espesante.
Procedimiento general: el fundente usado en el ejemplo 2, o el fundente no tratado usado en el ejemplo 2, y agua desionizada, un contenido de fundente del 40% en peso, se colocaron, después de 0.2 horas, 1 hora, 2 horas y 24 horas después de su preparación, respectivamente, en un aparato Rheolab MCI. El sistema de medición era MP31 (50 mm, 0o); el ancho de separación era d=0.500 mm; las mediciones se realizaron a temperatura ambiente después de 12 minutos, 1 hora, 2 horas y 24 horas. La velocidad de corte era de 1000 a"1.
Tabla 6 : Viscosidad dinámica en mPa-s de preparaciones de fundentes .
Los datos del ejemplo 3 demuestran que la preparación de fundente de la presente invención tiene una viscosidad muy superior a la preparación de fundente con un fundente no tratado.
Ejemplo 4: Preparaciones de fundentes, sin aglutinante y espesante, con diversa proporción de sal de fase II, aplicando una velocidad de corte de 1000 s"1.
Procedimiento general : un fundente térmicamente tratado que comprende 20% de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, donde el balance al 100% en peso es KA1F4, y Nocolok0 Flux no tratado con 80% en peso de KA1F4 y 20% en peso de K2A1F5 y su hidrato, libre de sal de fase II, se mezclaron en las proporciones dadas en la tabla 3. Se mezclaron 40 g del fundente con 60 g de agua desionizada. La viscosidad dinámica se determinó exactamente como se estableció en el ejemplo 6. Los datos se compilan en la tabla 3 en la descripción . Los datos demuestran que la preparación de fundente estabilizada con fundente térmicamente tratado es superior a un fundente estándar no tratado.
Ejemplo 5: Preparaciones de fundentes, sin aglutinante y espesante, con diversa proporción de sal de fase II, aplicando una velocidad de corte de 3000 s"1 Se repitió el Ejemplo 4, pero la velocidad de corte en el viscosímetro de rotación MCI se fijó a 3000 s"1. Los resultados se compilan en la tabla 7.
Tabla 7: Viscosidad dinámica en mPa-s, velocidad de corte fijada a 3000 s"1 Los datos demuestran que la preparación de fundente de acuerdo con la invención es superior con respecto a la viscosidad dinámica cuando se compara con una preparación de fundente estándar incluso cuando se aplican fuerzas de corte superiores. Los datos del ejemplo 4 (tal como se compilan en la tabla 3) y el ejemplo 5, tabla 7, también demuestran que las fuerzas de corte superiores reducen la viscosidad dinámica de la preparación de fundente de la invención.
Ejemplo 6: preparaciones de fundentes estabilizadas y su viscosidad dinámica.
Procedimiento general: como en el ejemplo 3, el fundente tratado térmicamente que contenía 80% en peso de KA1F4, donde el balance al 100% en peso era la sal de fase II (K2AIF5 irreversiblemente deshidratado) se mezclaron con agua desionizada, aglutinante y opcionalmente espesante de tal manera que el contenido de los constituyentes en la preparación de fundente resultante: fue tal como se establece en la tabla 8. Se advirtió que el aglutinante preferentemente se agrega después de los otros constituyentes. Las preparaciones de fundentes se estabilizaron según lo indicado, y la viscosidad dinámica se determinó como es habitual en el aparato MCI, una vez transcurridos ciertos días desde su fabricación, como se indica en la tabla 8. La velocidad de corte se fijó a 3000 s"1. Los datos se compilan en la tabla 8.
Tabla 8: Composiciones estabilizadas que comprenden aglutinante y opcionalmente , espesante, y su viscosidad dinámica.
Las preparaciones de fundentes 1 a 27 de este ejemplo corresponden a las preparaciones de fundentes N° 21 a 47 de la tabla 4.
Los datos muestran que, para las preparaciones de fundentes que comprenden hasta 40% en peso de la composición de fundente, la adición de un espesante incrementa la viscosidad dinámica. Las preparaciones de fundentes de la invención con un contenido mayor de composición de fundente tienen una viscosidad dinámica superior incluso sin espesante que las preparaciones de fundentes con un contenido menor de fundente; véase por ejemplo, las preparaciones de fundentes N° 5, 17 y 22. Por esta razón, las preparaciones de fundentes de la presente invención permiten la reducción del espesante sin reducir la viscosidad dinámica.
Ejemplo 7: Preparación de un fundente que contiene Si. El fundente tratado térmicamente del ejemplo 1.1 (Nocolok* Flux) que consiste en aproximadamente 80% en peso de KA1F4 y aproximadamente 20% en peso de sal de fase II, y el fundente no tratado que consiste en KA1F4 y K2A1F5 y su hidrato que está libre de sal de fase II, se mezclan en una relación en peso de 1:1. Se mezclan 70 g de esta composición de fundente 1:1 con 30 g de polvo de Si, a un tamaño de partícula promedio de 17.5 im. Se mezclan 50 g de la composición resultante en un recipiente con 35 mi de agua desionizada. Luego, se agregan 15 g de aglutinante de poliuretano. La mezcla resultante se deja reposar a temperatura ambiente durante al menos 1 hora antes de que se utilice para soldar.
Ejemplo 8: Preparación de un fundente de fluorozincato. Un fundente que consiste esencialmente en K2A1F5-H20, con cantidades menores (aproximadamente 1.5% en peso) de KA1F4, se fabrica de acuerdo con el ejemplo 7 de la patente estadounidense No. 4.579.605 a 30 °C a partir de ácido fluorhídrico con una concentración de HF del 20% en peso, alúmina y lejía de potasio con una concentración de KOH del 25% en peso, a una relación molar A1:F:K de 1:4:1. El producto resultante se somete a un tratamiento térmico, en donde se calienta hasta aproximadamente 430 °C hasta que todo el K2A1F5-H20 se convierte en la sal de fase II. Se mezclan 30 g de polvo de KZnF3 con 5 g de la sal de fase II . Se agregan 50 mi de agua desionizada en un vaso de precipitados, y se agregan 15 g de aglutinante de poliuretano bajo mezclado. La preparación de fundente resultante se deja en reposo a temperatura ambiente al menos 30 minutos antes de aplicarla para soldadura.
Procedimiento general para soldadura: se realizan experimentos de soldadura en un horno con atmósfera de nitrógeno. Las partes se calientan en la misma hasta la temperatura indicada en los ejemplos. Las partes luego se retiran del horno y se enfrían.
Ejemplo 9: Soldadura con preparaciones de fundentes acuosas que comprenden la sal de fase II. 9.1. : Se mezclan 30 g de la composición de fundente del ejemplo 1 (relación en peso de fundente tratado térmicamente y fundente no tratado 1:1) con 55 g de agua desionizada y 15 g de aglutinante de poliuretano en un vaso de precipitados. La preparación de fundente resultante se estabiliza durante 1 hora (lapso de tiempo desde el primer contacto de la sal de fase II y el agua) .
Se coloca un ángulo de aluminio (AA3003) sobre un cupón de aluminio chapeado (plaqueado) con aleación de aluminio-silicio 4343, y la preparación de fundente, estabilizada durante 1 hora, se pinta sobre el conjunto de cupón y ángulo. La carga de fundente es de aproximadamente 10 g/m2. El conjunto se calienta a aproximadamente 615 °C y se suelda. 9.2. : Se repite el Ejemplo 9.1, pero la preparación de fundente se usa después de una estabilización de 2 horas.
Ejemplo 10: Soldadura con un fundente que contiene Si.
Se coloca un ángulo de aluminio (AA3003) sobre un cupón de aluminio no chapeado (es decir, un cupón que no es revestido con una aleación de soldadura) . La preparación de fundente del ejemplo 7, estabilizado durante 1 hora (lapso de tiempo desde el primer contacto entre la sal de fase II y el agua) , se pinta sobre el conjunto de cupón/ángulo. La carga de fundente es de aproximadamente 20 g/m2. El conjunto se calienta a aproximadamente 610 °C y se suelda.
Ejemplo 11: Soldadura con un fundente de zinc.
Se coloca un ángulo de aluminio sobre un cupón de aluminio, chapeado con aleación de soldadura4050. La preparación de fundente del ejemplo 7, estabilizada durante 30 minutos, se pinta sobre el conjunto de cupón/ángulo de tal manera que la carga de fundente sea de aproximadamente 10g/m2, se calienta a 590 °C y se suelda mediante la misma.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Una preparación de fundente acuosa estabilizada, caracterizada porque comprende agua y K2A1F5 irreversiblemente deshidratado.
2. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque se estabiliza durante al menos 12 minutos.
3. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque se estabiliza durante al menos 1 hora.
4. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un contenido igual o superior al 2% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, donde el peso total de la preparación de fundente se establece al 100% en peso.
5. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende al menos un fundente básico seleccionado entre el grupo conformado por KA1F4, K2AIF5, KA1F5-H20, CSAIF4, CS2AIF5, Cs3AlF6, fluorozincato de potasio, fluorozincato de cesio, fluoroestanato de potasio y fluoroestanato de cesio.
6. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el fundente básico está comprendido en la preparación de fundente en una cantidad que abarca desde 10 hasta 50% en peso de la preparación de fundente total.
7. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende al menos un aditivo seleccionado entre el grupo conformado por aglutinante, espesante, aleación de soldadura y precursor de aleación de soldadura.
8. La preparación de fundente de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el aglutinante es un polímero orgánico seleccionado entre el grupo conformado por poliolefinas , poliuretanos , resinas, ftalatos, poliacrilatos, polimetacrilatos , resinas vinílicas, resinas epoxi, nitrocelulosa, polivinil acetatos y polivinil alcoholes.
9. Un método para la fabricación de la preparación de fundente de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se mezclan un líquido portador que consiste en agua o comprende agua y K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, y opcionalmente un fundente básico, aglutinante, espesante y aditivos, y se provee un tiempo de contacto igual o superior a 12 minutos entre el agua y el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado para permitir la estabilización de la preparación de fundente.
10. Un método para soldar partes de aluminio o partes de aleaciones de aluminio a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, gobre o titanio, caracterizado porque la preparación estabilizada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 se reviste sobre al menos una de las partes a ser soldadas, las partes a ser soldadas se ensamblan y se calientan hasta que se haya formado una junta soldada.
11. Una composición de fundente adecuada para preparar la preparación de fundente estabilizada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque comprende un fundente básico para soldar partes de aluminio o partes de aleaciones de aluminio a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio y un contenido igual o superior al 2% en peso de K2A1F5 irreversiblemente deshidratado, en donde el fundente básico se selecciona entre el grupo conformado por CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, fluorozincato de potasio, fluorozincato de cesio, fluoroestanato de potasio, fluoroestanato de cesio, y mezclas de los mismos, y en donde el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado se excluye del grupo de fundentes básicos.
12. La composición de fundente de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el fundente básico se selecciona entre el grupo conformado por KA1F4, K2A1F5, KA1F5-H20, y mezclas de los mismos.
13. La composición de fundente de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el KA1F4 está comprendido en una cantidad que abarca desde 70 hasta 90% en peso, el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado está comprendido en una cantidad que abarca desde 5 hasta 30% en peso, y el contenido total de cualquier forma de K2A1F5 abarca desde 10 hasta 50% en peso de la composición de fundente establecida al 100% en peso.
14. Un método para incrementar la viscosidad de una preparación de fundente acuosa que comprende un fundente para soldar partes de aluminio o partes de aleaciones de aluminio a partes de aluminio, aleaciones de aluminio, acero, cobre o titanio, caracterizado porque el K2A1F5 irreversiblemente deshidratado está presente en la preparación de fundente acuosa y la preparación de fundente acuosa se estabiliza durante al menos 12 minutos.
15. El método de acuerdo con la reivindicación 14 , caracterizado porque la viscosidad dinámica se incrementa en al menos 10%.
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