[发明专利]新的硬焊概念

说明书

本发明涉及新的硬焊概念。具体地讲，本发明涉及至少一种磷源和至少一种硅源的共混物，其中硅和磷一起以至少25%重量存在于共混物中，且其中共混物为粉末的机械共混物，其中共混物中的各颗粒为磷源颗粒或硅源颗粒。本发明还涉及包含该共混物的组合物、涂敷共混物的基材、提供硬焊产品的方法和用途。

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2014年9月11日；申请号：2014800527766；发明名称：“新的硬焊概念”。

技术领域

本发明涉及新的硬焊概念、共混物、组合物和产品。本发明还涉及提供硬焊产品的方法，通过所述方法得到的硬焊产品，和用途。

背景技术

现今有不同的接合方法使具有高熔融温度的合金接合在一起。高温指高于900℃的温度。所用的一个普通方法是熔焊。熔焊指其中基础材料连同或不连同添加材料熔融的方法，即，通过熔融和再固化产生熔铸产品。另一种接合方法是硬焊。在硬焊过程期间，将硬焊填料加到基础材料，在此过程中在高于450℃的温度使硬焊填料熔融，即，在低于要接合的基础材料液相线温度的温度形成液体界面。在硬焊时，液体界面应具有很好的润湿和流动。软焊是其中两个或更多个金属物件通过填焊金属(即，软焊料)熔融并流动成接点的过程，软焊料具有低于工件的熔点。在硬焊中，填焊金属在高于软焊料的温度熔融，但工件金属不熔融。软焊和硬焊之间的区别基于填焊合金的熔融温度。通常用450℃温度作为软焊和硬焊之间的实际描绘点(delineating point)。

在硬焊时，硬焊填料与要接合的基础材料之间的间隙或空隙接触。在加热过程期间，硬焊填料熔融，并填充要接合的间隙。在硬焊过程期间，有三个主要阶段，第一阶段被称为物理阶段。物理阶段包括硬焊填料的润湿和流动。第二阶段一般在特定接合温度进行。在此阶段期间，有伴随大量传质的固体-液体相互作用。在此阶段，紧邻液体填焊金属的基础材料体积溶解，或与填焊金属反应。同时，来自液相的少量元素渗入固体基础材料。接点区域中组分的这种再分布导致填焊金属组成变化，有时填焊金属开始固化。最后阶段与第二阶段重叠，其特征是形成最终接点微结构和在固化和冷却接点期间的进程。

与熔焊和硬焊密切相关的方法为扩散硬焊(DFB)，也称为瞬时液相接合(TLP)，或活化扩散接合(ADB)。虽然有时提到扩散接合，但扩散接合是指扩散硬焊或扩散熔焊，现在将扩散接合认为是非标准术语。

扩散硬焊(DFB)、瞬时液相接合(TLP)或活化扩散接合(ADB)是通过加热到预置填焊金属熔融或由毛细管吸引力流动或在相互接触的两个表面之间原位形成液相所处的适合硬焊温度，使金属接合或连接的过程。无论哪种情况，填焊金属都扩散进入基础材料，直至接点的物理和机械性质变得几乎与基础金属相同。DFB、TLP或ADB的两个关键方面是：

-液体必须形成，并且在接点区域变为活性；和

-填焊金属元素必须广泛扩散进入基础材料。

得到与使用DFB、TLP或ADB但具有硬焊优点(例如具有硬焊较大间隙的可能性等)时得到的接近或相同的接点的方式是使用WO 2002/38327、WO 2008/060225和WO 2008/060226公开的硬焊技术和硬焊填料。通过使用具有与基础材料接近的组成但加有熔点降低剂(例如，硅和/或硼和/或磷)的硬焊填料，即，硬焊合金。通过这样做，硬焊接点在硬焊后具有接近基础材料的组成，因为硬焊填料具有与基础材料类似的组成，硬焊填料由于基础材料熔解与基础材料共混，并且熔点降低剂扩散进入基础材料。

选择特定接合方法有很多原因，例如接合产品的成本、生产率、安全性、速度和性能。密切相关的E模量减小在材料承受负荷时具有较高E模量的材料中的高应力的风险。在热膨胀系数相似时，结果将减小热诱导应力。在电化学电势相似时，结果将减小腐蚀风险。