[发明专利]铝制品的钎焊方法

说明书

本发明涉及利用钎焊来接合铝材制品的方法。

将由铝基材料之类金属制成的两件或两件以上制品结合在一起的钎焊方法是人所熟知的。但是，以铝材为例，所有已知方法都存在有关过程难于控制，和由此产生的钎焊牢度，可用材料的限制性，高成本或其中多项缺陷。

一种已知的被广泛用于生产如汽车散热器等铝质换热器的方法，需要在散热器的铝材外先镀一层熔点低于铝材基板的另一种铝合金钎焊合金。这一通常由滚压合之类冷压焊技术实施的包层代价昂贵而且会带来其它缺点。

由于安装散热器需用不同尺寸的管子和零件，只有在用来制造各种散热器零件的板材或扁型带材上实施包层才是经济上可行的。

以管件为例，这需要进行滚焊，而滚焊是在管件的热影响区(HAZ)透过整个壁厚将铝材基板与包层合金一起熔融从而降低了与基材有关的焊接合金的熔点。由于钎焊渗透到热影响区的焊接管，引起裂纹和/或针孔，因而产生大量废品。

包层钎焊合金通常是低共熔组成的铝-硅之类合金。包层合金中的硅甚至在包层钎焊合金熔化前可以通过整个包层区，扩散到基材，降低熔融温度。这就使渗透和气孔问题复杂化。

散热器管件因其成形方法而较易受损，即使是那些没有明显裂缝的管子也较易受损，并会因散热器中水压波动造成的弯曲疲劳而过早损坏。实践中，已知的钎焊方法已经包括了使用具有较好的耐疲劳性的高强度铝合金，因为已知所用的钎剂会与合金组分反应而消除造渣效应，同时对铝合金的熔融性能产生副作用。美国专利3,951,328描述了一种如上所述钎焊铝换热器的方法。该文献记述了使用由不残留游离钾离子的氟化钾与氟化铝的熔合而产生的氟铝酸钾钎剂。然后将熔合物磨成粉后用作钎剂。该文献还提及钎剂粉末也可以与铝合金钎料粉合并以形成不同粉末颗粒类型的物理混合物，并用于钎焊未被包层的铝材零件。但是，由后一种方式产生的焊缝质量较差且报废率较高。所以，工业加工通常采用包层钎焊合金途径。

EP-A-0140267描述了一种钎焊铝材的方法，它是由水溶液中在表面上电化学沉淀一层四氟铝酸钾钎剂以在待接合材料或钎料颗粒表面形成一化学转化涂层。

本发明的目的之一是提供无需铝质基材包层的可靠的钎焊方法。

本发明另一目的是提供允许使用高强度和/或由高强度铝合金制成的挤压管件的钎焊方法，由此具有较高的固有耐疲劳性。

本发明另一目的是提供一种钎焊方法，可将钎料和任何钎剂型材料准确定位于待接合零件上，从而减少用于完成钎焊接合的物料量，并由此减少浪费。

本发明的另一目的是提供一种使易被熔融铝钎料润湿的基材并由此在基材表面上形成铝粘合涂层的方法。该铝材可以是纯铝或是铝合金。

本发明提供一种利用钎焊来接合铝材制品的方法，该方法包括以下步骤：

在至少所述制品之一上使用一层铝钎料颗粒，所述的铝钎料颗粒被包含氟化钾和氟化铝的钎剂所包裹，所述的铝钎料颗粒通过在制造过程中雾化熔融的铝钎料，并通过雾化熔融的包含氟化钾和氟化铝的钎剂将其包裹而制成；和

升高所述制品和所述包被铝钎料颗粒的温度，使得所述颗粒熔化并在所述制品之间形成钎焊接头，所述的包被铝钎料颗粒通过将树脂涂在至少所述制品之一上而留存于至少所述制品之一的表面上。

本发明中的一些铝材含有钎剂型物质涂层的颗粒，其制备方法可见优先权为Osprey Metals Limited的英国专利9302387.7的国际专利申请PCT/G94/00219，在此引用其中内容作为参考。

根据本发明的方法可被用于在以钢为例的铁合金基材上生成铝化涂层。该涂层可纯粹用作耐腐蚀保护层，或可被用作铁质基材利用钎焊法与其同时焊接或顺次焊接的铝材之间的中介层。

在本发明的一种实施方法中，先在待涂基材上涂一层液态树脂或塑料(后文归为“树脂”)。液态树脂材料可以含有例如可溶于溶剂并会在例如通过加热去除溶剂后固化的任何适用树脂。利用液态树脂可使钎料和钎剂物质准确放置于基材上的所需区域内，由此减少了浪费。液态树脂的铺涂可在基材上利用印涂，喷涂，刷涂或以涂漆方式或本行业中已知的其他适用的方法。

最后，树脂被加热去除后不应留下残留物。加热时，在铝材和钎剂开始熔化前，树脂应完全被去除。已经发现宜采用诸如聚甲基丙烯酸甲酯及其衍生物之类的丙烯酸树脂。适用的溶剂可以包括三氯乙烯之类的卤代烃，甲苯之类的烃，甲基乙基酮之类的酮类。