[发明专利]一种铝及铝合金钎焊用无腐蚀钎剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种钎焊材料，特别涉及一种焊接铝及铝合金的无腐蚀钎剂。 

背景技术

用于铝及铝合金的硬钎焊的无腐蚀钎剂有Nocolok钎剂和氟化铯-氟化铝系钎剂。Nocolok钎剂熔点558℃，配合铝硅共晶钎料(熔点577℃)，操作温度为600℃，只能应用于纯铝及3003等少数铝合金的焊接。绝大多数的铝合金由于过烧温度低于600℃而不能用Nocolok钎剂，而且，该钎剂不适合配合粉状钎料进行火焰钎焊。氟化铯-氟化铝系钎剂，操作温度在500℃左右，可钎焊绝大部分铝合金。由于该钎剂含有的氟化铯的摩尔比高达58，其市场价格昂贵，致使氟化铯-氟化铝系钎剂仅少量用于铝及铝合金的补焊，而无法广泛应用于大规模的生产实际。 

陈荣等在第十届全国相图学术会议上的报告《中温铝钎剂相关三元熔盐体系研究》及《Journal of Solid State Chemistry 161》，80-84(2001)上发表的论文“Investigation of the Ternary System AlF₃-KF-CsF”中均论及氟化铯-氟化铝-氟化钾系钎剂。该三元体系有低于500℃的温区，与CsF-AlF₃系相比，这个温区含CsF摩尔量较低，因此推断可以节约钎剂的成本。但文献只是从理论方面推测该钎剂的可行性，并没有从实际应用方面做深入研究。事实上，如果钎焊温度不超过540～550℃，大多数铝合金是安全的。在这种情况下选择相应的钎料是不困难的。这样，就要求钎剂的熔化温度低于530～540℃。在铝及铝合金焊接行业中，研发一种熔化温度低于530～540℃，其流动性、填缝性及强度等钎焊性能均该好，成本相对低廉的无腐蚀铝钎剂是急待解决的关键技术难题。 

发明内容 

本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种熔点较低、钎焊性能较好的无腐蚀铝钎剂。 

本发明所述的铝及铝合金钎焊用钎剂按质量百分比计，由以下成分组成：氟化铯：32.0～34.0、氟化铝：44.0～46.5和氟化钾：20.5～23.5，氟化锡、氟化锌或氟化锂中的一种、两种或三种：0.5～2.5。 

在氟化铯-氟化铝-氟化钾系钎剂中加入氟化锡、氟化锌和氟化锂中的一种或几种，降低了母材的表面张力，使产品在焊接过程中具有良好的流动性和较强的去膜能力，剪切强度增大。 

试验表明，本发明钎剂熔程为490～510℃，钎焊温度为540～600℃，和不同的含铝钎料相配合，适用于有氮气保护炉中钎焊、火焰钎焊和炉中钎焊，可对多数铝合金实施钎焊。本发明制备工艺简单，成本较低。 

具体实施方式

本发明所述的钎剂，以表1的质量百分比计，取纯度为分析纯的氟化铯、氟化铝、氟化钾、氟化锡、氟化锌和氟化锂，按比例充分研磨，混合均匀，过100目筛网，所得白色干粉，即为本发明钎剂。配合70∶30的锌铝钎料，实施例1～4火焰钎焊铝合金4047-铝合金6063；实施例5～7空气炉中钎焊铝合金2117-铝合金4047，钎焊温度为540～550℃，测得剪切强度列于表1。 

表1 

  实  施  例   氟化铯   氟化铝   氟化钾   氟化锡   氟化锌   氟化锂   剪切  强度  (MPa)   1   33.0   45.0   21.0   1.0     29   2   32.5   45.5   20.5   1.0    0.5   32   3   32.5   44.0   21.5   1.0   0.5   0.5   36   4   32.0   44.0   21.5   0.5   1.0   1.0   38   5   32.0   44.0   23.0   1.0     40   6   32.0   44.0   22.5   1.0   0.5    44   7   32.0   44.0   22.0   1.0   0.5   1.0   46