一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂制造技术

一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂，属于非金属材料类的钎焊材料领域。该钎剂按摩尔数配比是：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摩尔的氧化铝（Al2O3），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）。本发明专利技术是能同时满足“铝-铝”、“铝-铜”、“铝-钢”钎焊技术要求且具有“高活性”的新型助焊剂。

【技术实现步骤摘要】
一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂
本专利技术属于非金属材料类的钎焊材料领域，具体涉及一种可用于钎焊铝钢及铝铜的含有铯、铷元素的钎剂。
技术介绍
随着航空航天、轨道交通、能源工业及制冷技术的快速发展，铝合金与铜、铝合金与钢的复合结构的应用需求越来越多，铝-铜、铝-钢双金属复合材料的结构已经在电站、轻工、家电等领域得到了广泛的应用。但是，迄今为止，铝-铜、铝-钢双金属复合材料的制备成熟的方法仍然是“热轧复合法”，因此，对于采用“热轧复合法”制备的铝-铜、铝-钢双金属复合材料的“连接”问题，一直是一个难题。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(KA1F4+K3A1F6)共晶体、氟化锌(ZnF2)、氟化铜(CuF2)、氟化锡(SnF4)。这种钎剂虽然通过添加氟化锌、氟化铜和氟化锡对KA1F4+K3A1F6进行改性，从而达到能够钎焊不锈钢与铝，但是其说明书等技术文件中并未给出该钎剂所“匹配”的钎料以及钎焊接头的力学性能(比如抗拉强度或抗剪强度)。此外，其说明书等技术文件中也未提及是否能够钎焊铝-铜异种材料，因此，其仍然存在许多有待改进之处。焊接之所以被称之为“工业裁缝”，是因为焊接技术就是将各种材料连接起来的技术。按照焊接时被连接的材料本身是否熔化，一般将焊接分为“熔化焊”和“钎焊”两大类。对于异种材料(即两种不同的材料)的连接，钎焊技术更具优势。这是因为钎焊时，被焊材料(俗称母材)是不熔化的，依靠比被焊材料熔化温度低的“钎料”先熔化，熔化的液态钎料在母材上经过润湿、铺展、流动、冷却几个步骤后，即可把母材连接起来。因此，在钎焊时，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”的关键所在。钎剂在钎焊时的主要作用是先于钎料熔化，熔化的液态钎剂先与母材反应，去除母材“欲连接部位”的氧化物，使得钎料能够顺利地在母材上润湿、铺展、流动，从而实现同种或异种材料的可靠连接。铝合金表面的氧化物主要为A1203、MgO、MnO, CuO, SiO2等，钢表面的氧化物主要为FeO、Fe203、NiO、Cr2O3等，铜合金表面的氧化物主要为CuO、Cu2O> ZnO等，已有的研究表明，使用一种钎剂同时除去铝合金、铜合金、钢表面的氧化物是极其困难的。近几年出现的CsA1F4、KCsAlF4能够 很好地、同时去除铝合金与铜合金表面的氧化物，从而解决铝-铜异种材料的钎焊，但是，仍然不能同时去除铝合金与钢(或不锈钢)表面的氧化物；CN201310445105.3推荐的“一种不锈钢与铝钎焊用的新型钎剂”能解决铝-钢异种材料的钎焊，但是却不能钎焊铝-铜异种材料。因此，研发一种可适用于“铝-铝”、“铝-铜”、“铝-钢”钎焊的钎剂显得尤为迫切，本项专利技术“一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂”，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-铝”、“铝-铜”、“铝-钢”钎焊技术要求且具有“高活性”的新型助焊剂。一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂，按摩尔数配比是: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摩尔的氧化铝(Al2O3), 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 %LiF、BF32间的摩尔比为GaF3: LiF: BF3= 2:I: 10本项专利技术使用市售的氟化铷(RbF)、氟化铯(CsF)、氧化招(Al2O3)、氟化钾(KF)、氟化镓(GaF3)、氟化锂(LiF)、氟化硼(BF3)、氟化铝(AlF3)，按照本专利技术所示配比，经过简单的“化学合成”方法或“物理混合”方法，即可得到所需产品。本专利技术的任务是这样来完成的。将上述各组分化合物按配比采用“物理混合”方式(或称机械混合方式)充分混合均匀即得到所需产品。或者采用“简单化学合成”方式，即先用适量纯净自来水(或蒸馏水、去离子水)在不锈钢容器中溶解上述化合物(必要时可适当加热)至透明液体，然后继续加热，将水完全蒸发至结晶，粉碎后即得到所需产品。钎剂的制备还可以采用其它任意合成方法进行。只要满足本专利技术的成分配比，即可达到本申请叙述的效果。比如:按照本专利技术I的配比要求，按照无机化学的“化学合成”基本原理，采用 Cs2C03、Rb2C03、Li2C03、K2CO3 与氢氟酸(即 HF)反应，制备 CsF、RbF、LiF、KF ；然后采用Ga203、A1203、B2O3与氢氟酸(即HF)反应制备GaF3、A1F3、BF3 ;在适当的容器内(t匕如，氢氟酸不能用玻璃器皿，需要用聚四氟乙烯塑料容器)，混合、中和(需要的话)、加热，将水完全蒸发至结晶，粉碎后即制备得到本本专利技术I的钎剂。除了 “合成工艺”不同、步骤不同外，制备出的钎剂性能与“物理混合”方式或者“简单化学合成”方式制备得到的钎剂性能完全一样(参见表I对比例I至对比例3以及表I中的附注5)。此外，表I所列“钎缝抗剪强度试验数据”中，“304不锈钢板+6061铝合金板”、“Q235钢板+6061铝合金板”、“T2紫铜+6061铝合金板”三种不同材料组合钎焊时，实施例1至实施例6与对比例I至对比例3的试验结果数值，均在IOOMPa?132MPa的“同一水平范围”，说明“合成方法”对本专利技术钎剂的钎焊性能没有实质性影响。本专利技术提供的技术方案相对于已有的技术，最显著的特点是以CsAlF4 (也可表述为CsF-A1F3)、KCsAlF4 (也可表述为KF-AlF3)钎剂为基础，添加了氟化铷(RbF)、氟化镓(GaF3)、氟化锂(LiF)、氟化硼(BF3)以及氢氧化铝(Al (OH) 3)等化合物。上述几种化合物的添加，在充分发挥CsA1F4、KCsAlF4钎剂能够钎焊铝-铝、铝-铜的技术性能基础上，使其具有了能够去除钢及不锈钢表面的Fe0、Fe203、Ni0、Cr203等氧化物的能力，从而可实现招-钢异种材料的可靠连接。本专利技术“一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂”制备工艺简单，质量可控，性能稳定。生产出的含有铯、铷元素的钎剂，配合Zn-Al系、Al-S1-Zn系以及Al-Si等钎料，采用火焰钎焊、炉中钎焊以及感应钎焊等加热方式钎焊铝-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IOOMPa~132MPa。使用项专利技术的钎剂，匹配Zn-Al系、Al-S1-Zn系以及Al-Si等钎料，可以钎焊铝-铝同种(同类)金属材料，也可以钎焊铝-铜、铝-钢等异种金属材料，以满足空调、冰箱整机行业、制冷配件行业、电力电子行业、以及航空航天、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。由于采用KA1F4、K3AlF6, CsAlF4, KCsAlF4 以及本专利技术的 KF-CsF-RbF-AlF3 钎剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂，其特征在于按摩尔数配比是：0.01摩尔～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摩尔的氧化铝（Al2O3），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。

【技术特征摘要】
1.一种可钎焊铝钢及铝铜的含铯铷的钎剂，其特征在于按摩尔数配比是:0.01摩尔?.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摩尔的氧化铝(Al2O3), 0.001摩尔?0.2摩尔的氟化钾(KF)，0....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金龙，戴玮，王水庆，
申请(专利权)人：浙江新锐焊接材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33