含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂制造技术

一种含纳米稀土氟化物的CsF‑RbF‑AlF3钎剂，其特征在于按质量百分数（wt.%）计，化学成份是：0.02～0.2%的氟化铷（RbF），20.0～48.0%的氟化铯（CsF），0.01～2.0%的氧化铝（Al2O3），0.01～1.0%的氟化钾（KF），0.001～0.05%的纳米四氟化铈（CeF4），余量为氟化铝（AlF3）。本发明专利技术具有比已有钎剂更高的活性，能同时满足铝‑钢、铝‑铜钎焊以及铝‑铝结构的钎焊要求。

Nano rare earth fluoride CsF RbF AlF3 flux

A CsF RbF AlF3 flux containing nano rare earth fluorides, characterized by mass percentage (wt.%), the chemical composition is: 0.02 ~ 0.2% rubidium fluoride (RbF), cesium fluoride (CsF) 20 ~ 48%, 0.01 ~ 2% of alumina (Al

【技术实现步骤摘要】
含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂
本专利技术属于非金属材料类的钎焊材料领域，具体涉及一种可钎焊铝-钢、铝-铜及铝-铝的含有纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂。
技术介绍
对于铝-钢、铝-铜等异种材料(即两种不同的材料)的连接，钎焊更具优势。钎焊时，钎料是否能在母材上润湿、铺展、流动，是能否实现母材“可靠连接”的首要问题，而钎剂则是解决钎焊时钎料能否在母材上润湿、铺展、流动，实现同种或异种材料可靠连接的关键材料。众所周知，铝合金表面的氧化物主要为Al2O3、MgO、MnO、CuO、SiO2等，钢表面的氧化物主要为FeO、Fe2O3、NiO、Cr2O3等，铜合金表面的氧化物主要为CuO、Cu2O、ZnO等等。现有研究结果表明，要想采用一种钎剂同时除去铝合金、钢、铜合金表面的氧化物是很困难的。本申请人进行了文献检索，在已公开的中国专利文献中，如CN201310445105.3推荐的“一种不锈钢与铝钎焊用的新型钎剂”，其组成成分包括：四氟铝酸钾+六氟铝酸钾(KAlF4+K3AlF6)共晶体、氟化锌(ZnF2)、氟化铜(CuF2)、氟化锡(SnF4)。CN201410076059.9公开了一种“可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂”，其特征是按摩尔数配比：0.01摩尔(即mol，下同)～0.56摩尔的氟化铷(RbF)，0.15摩尔～0.58摩尔的氟化铯(CsF)，0.001摩尔～0.25摩尔的氢氧化铝(Al(OH)3)，0.001摩尔～0.2摩尔的氟化钾(KF)，0.002摩尔～0.05摩尔的氟化镓(GaF3)，0.001摩尔～0.025摩尔的氟化锂(LiF)，0.001摩尔～0.025摩尔的氟化硼(BF3)，余量为氟化铝(AlF3)。其中GaF3与LiF、BF3之间的摩尔比为GaF3︰LiF︰BF3＝2︰1︰1。CN201410752345.2公开了一种含氧化镓的铯铷钎剂，其特征在于按摩尔数以一摩尔计配比是：0.12摩尔～0.5摩尔的氟化铷(RbF)，0.12摩尔～0.5摩尔的氟化铯(CsF)，0.001摩尔～0.2摩尔的氧化铝(Al2O3)，0.001摩尔～0.02摩尔的氟化钾(KF)，0.0001摩尔～0.02摩尔的氧化镓(Ga2O3)，0.159摩尔～0.479的氟化铝(AlF3)。CN201610145151.5公开了一种含有氟硼酸锌的铯铷钎剂，其组分按质量百分数(wt.％)计是：0.001～0.01％的氟化铷(RbF)，10.0～50.0％的氟化铯(CsF)，0.01～3.0％的氢氧化铝(Al(HO)3)，0.01～5.0％的氟化钾(KF)，0.001～0.25％的氟硼酸锌(Zn(BF4)2)，余量为氟化铝(AlF3)。上述钎剂虽然均能实现“铝-铜”、“铝-钢”以及“铝-铝”的可靠连接，但是仍然存在许多不足和需要改进之处。因此，研发一种活性更高(具体表现为润湿铺展性能更好)且可适用于“铝-钢”、“铝-铜”以及“铝-铝”钎焊的钎剂显得尤为迫切，本项专利技术“含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂”，即是在这种技术背景下完成的。
技术实现思路
本项专利技术的目的是提供一种能同时满足铝-钢、铝-铜钎焊且能兼顾“铝-铝”结构的钎焊要求并具有“更高活性”的新型钎剂。含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂，属于非金属材料类的钎焊材料领域。其特征在于按质量百分数(wt.％)计，化学成份是：0.02～0.2％的氟化铷(RbF)，20.0～48.0％的氟化铯(CsF)，0.01～2.0％的氧化铝(Al2O3)，0.01～1.0％的氟化钾(KF)，0.001～0.05％的纳米四氟化铈(CeF4)，余量为氟化铝(AlF3)。本专利技术在铝合金、Q235钢上均具有更高的活性，具体表现为“等量的”钎料具有更大的铺展面积，能同时满足铝-钢、铝-铜钎焊以及铝-铝结构的钎焊要求。本专利技术钎剂配合Zn85-Al15钎料、Al88-Si12钎料在5052铝合金、Q235钢上的铺展性能(铺展面积)均优于已有的适用于铝-钢、铝-铜钎焊的专利技术专利所给出的钎料的铺展性能(铺展面积)，试验数据参见图1。本专利技术使用市售的氟化铯(CsF)、氟化铷(RbF)、氧化铝(Al2O3)、氟化钾(KF)、纳米四氟化铈(CeF4)、氟化铝(AlF3)，按照本专利技术所示配比，经过机械混合方法，即可得到所需要的产品。本专利技术的任务是这样来完成的。将上述各组分市售化学纯的化合物，按权利要求1配比，采用机械混合方式充分混合均匀即得到所需产品。此外，图1所列“钎缝抗剪强度试验数据”中，采用本专利技术钎剂配合“5052铝合金板+Q235钢板”、“6063铝合金板+T2紫铜”两种不同材料组合钎焊时，实施例1至实施例6与对比例1至对比例3的试验结果数值，均在130MPa～150MPa的“同一水平范围”，说明本专利技术钎剂的钎缝力学性能优于现有钎剂。本专利技术提供的技术方案相对于已有的技术，最显著的特点是在现有文献报道的CsAlF4(也可表述为CsF-AlF3)、KCsAlF4(也可表述为KF-CsF-AlF3)钎剂以及CsF-RbF-AlF3基础上，添加了纳米四氟化铈(CeF4)并大大减少了氟化铷(RbF)的使用量。纳米四氟化铈的添加，在具备了CsAlF4、KCsAlF4、CsF-RbF-AlF3以及Ga2O3-CsF-RbF-AlF3钎剂能够钎焊铝-钢、铝-铜、铝-铝的能力的基础上，还具有了更为优异的去除铝合金、钢表面的FeO、Fe2O3、NiO、Cr2O3等氧化物的能力，钎剂活性更高，表现出钎料在母材上的铺展面积增大。本专利技术“含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂”制备工艺简单，质量可控，性能稳定，活性更高。生产出的含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂，配合Zn85-Al15钎料、Al88-Si12钎料，采用火焰钎焊、炉中钎焊以及感应钎焊等加热方式钎焊纯铝-纯铝同种金属材料、铝-铜异种材料、铝-钢异种材料以及铝-铝合金材料时，钎料在母材上具有优良的润湿、铺展性能和渗透性能，钎缝强度可达130MPa～150MPa。可满足空调、冰箱整机行业、制冷配件行业、以及轨道交通、能源工业等行业低成本、高可靠性绿色制造的需要。图1中对比例1至对比例3，为CN201610145151.5中的实施例1至实施例3，其成分配比为：对比例1之实施例1，一种含有氟硼酸锌的铯铷钎剂，其组分按质量百分数(wt.％)计是：0.001％的氟化铷(RbF)，50.0％的氟化铯(CsF)，0.01％的氢氧化铝(Al(HO)3)，5.0％的氟化钾(KF)，0.001％的氟硼酸锌(Zn(BF4)2)，余量为氟化铝(AlF3)。对比例2之实施例2、一种含有氟硼酸锌的铯铷钎剂，其组分按质量百分数(wt.％)计是：0.01％的氟化铷(RbF)，10.0％的氟化铯(CsF)，3.0％的氢氧化铝(Al(HO)3)，0.01％的氟化钾(KF)，0.25％的氟硼酸锌(Zn(BF4)2)，余量为氟化铝(AlF3)。对比例3之实施例3、一种含有氟硼酸锌的铯铷钎剂，其组分按质量百分数(wt.％)计是：0.005％的氟化铷(RbF)，30.0％的氟化铯(CsF)，1.5％的氢氧化铝(Al(HO)3)，2.5％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含纳米稀土氟化物的CsF‑RbF‑AlF3钎剂，其特征在于按质量百分数（wt.%）计，化学成份是：0.02～0.2%的氟化铷（RbF），20.0～48.0%的氟化铯（CsF），0.01～2.0%的氧化铝（Al

【技术特征摘要】
1.一种含纳米稀土氟化物的CsF-RbF-AlF3钎剂，其特征在于按质量百分数（wt.%）计，化学成份是：0.02～0.2%的氟化铷（RbF），20.0～48.0%的氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶纪明，薛松柏，姚震，王健豪，朱显明，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，镇江市锶达合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32