中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂及其制备方法，所述钎剂为以江西锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂后得富含K、Rb、Cs溶液作为原料溶液，通过配料添加氟化铝、氟化钾、氟化铷和氟化铯的一种或几种制备混合型钎剂，所添加的上述金属盐亦可采用锂云母提取而得。由于锂云母中富含铷铯，从而大大降低了新型钎剂的生产成本，同时对江西锂云母矿也实现资源最大化利用。本发明专利技术适用于铝合金及高镁合金焊接，尤其对镁含量高的合金有特殊的活性。

【技术实现步骤摘要】
中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂及其制备方法
本专利技术涉及一种钎焊用钎剂，尤其涉及一种适用于铝合金及高镁合金焊接用的中温型防腐蚀钎剂及其制备方法。
技术介绍
钎焊法是采用比母材熔点低的材料作钎料，将焊件和钎料加热到钎料熔点但低于母材熔化的温度，利用液态钎料的润湿作用填充接头间隙，与母材互相扩散从而使相同或不同合金构建相结合的技术。其广泛应用于各
，从贵金属到普通合金材料，比如金、银的焊接，汽车、热交换器管道的焊接等等。按照所采用钎料的熔点，通常以450℃作为界限将钎焊划分为硬钎焊和软钎焊。在铝钎剂中，软钎剂的基质常用有机物，其钎焊温度不能超过350℃，容易焦化。因此在此温度以上都得使用熔盐钎剂。在铝及其合金的钎焊过程中，氯化物钎剂活性和热稳定性好、流动性优良、方便使用、价格低廉等优点被广泛应用。但其最大缺点是对母材存在强烈的电化学腐蚀、吸湿性强，钎剂不易保存。在钎焊区残渣吸潮后腐蚀钎焊件，导致钎剂性能变坏，甚至失效。钎焊的熔剂，简称钎剂，是钎焊过程中用的熔剂，与钎料相配合，是保证钎焊过程顺利进行和获得致密接头不可缺少的。钎剂的作用是清除熔融钎料和母材表面的氧化物，保护钎料及母材表面不被继续氧化，改善钎料对母材的润湿性能，促进界面活化，使其能顺利地实现钎焊过程。Nocolok氟铝酸钾是由上世纪70年代后期发展起来的一种不溶性、不吸潮的防腐蚀钎剂。该钎剂最大不足操作温度(600℃)过高，多半的铝合金由于其过烧温度低于600℃而不能用氟铝酸钾钎剂钎焊。目前已有氟铝酸铯钎剂可满足与低温合金焊接，如：中国专利CN200910039132.4，樊铭骥以Zn-Al合金为钎料，合金熔点温度为385～420℃，以氟铝酸铯为钎剂，熔点温度为420℃，可用于低熔点合金焊接，但由于采用单一氟铝酸铯，成本昂贵难以实现产业化。同时，由于铯资源稀缺，价格昂贵限制氟铝酸铯类钎剂发展与应用。因此，对三元系钎剂的研究和应用，无论是在进一步降低钎剂的熔化温度、改善性能和降低成本方面，都具有重大的意义和研究价值。而江西宜春锂云母矿中含有Li、Na、K、Rb、Cs、Al和F等多种有价值的金属和非金属元素，具有极大的经济价值，锂云母矿中Li2O含量在4～5wt.％，仅次于锂辉石的6～8wt.％；K2O含量可高达8.5wt.％，并且Rb含量可达到1～1.5wt.％，由于Rb至今未找到其单独存在的矿石，因此Rb具有很大的开采价值；Cs含量可达0.2～0.4wt.％；同时F含量高达6～8wt.％。
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的上述问题，本专利技术旨在公开一种中温型防腐蚀铝酸盐钎剂及其制备方法，利用江西锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，提供一种中温型防腐蚀的新型钎剂及其制备方法，该钎剂不吸潮、难溶于水、不形成腐蚀原电池的电解液，克服了铝钎焊接头在大气中腐蚀的问题。中温条件下钎剂的湿润性和延展性优良，焊接产品无虚焊、焊缝细、强度高，钎剂焊接过程中去除表面氧化膜和隔氧作用。本专利技术的技术解决方案是这样实现的：一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以江西宜春锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂浓缩后得富含K、Rb、Cs原料溶液；(2)分别称取定量金属盐加至前述除杂后的基础溶液1000mL中，所述金属盐至少包括下述一种以上：AlCl3﹒6H2O(AR,≥99.55％)为1081g-1563.45g，KF(AR,≥99.95％)为126.11g-194.55g,CsF(AR,≥99％)为100g-585.55g，RbF(AR,≥99％)为30-80g；(3)加去离子水完全溶解制成溶液；(4)进而逐滴加入氢氟酸溶液，HF(AR,≥45％)为60-1500mL，并不停的搅拌，使两者充分反应，得到絮凝浆料；(5)所述絮凝浆料经过滤、洗涤、烘干后得所述钎剂，继而粉碎、筛分获得成品。具体的，锂云母经氯化焙烧、选择浸出、络合沉淀除杂与净化及碳化沉锂制备电池级碳酸锂后得沉锂母液，所述沉锂母液经浓缩除去钠盐后控制溶液中Li含量为0.2～3g/L、Na含量≤2g/L、K含量为15～35g/L、Rb含量为150～220g/L和Cs含量为15～50g/L。进一步的，步骤(2)中所述AlCl3﹒6H2O，KF，CsF，RbF，LiF可以是以江西宜春锂云母为矿源提取而得。步骤(2)中向基础溶液中添加了LiF(AR,≥99.85％)5-15g，LiF作为改性剂，用以提高所述钎剂的防腐性能。进一步的，所述LiF可以是以江西宜春锂云母为矿源提取而得。本专利技术同时公开了一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂，其为以江西宜春锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂后得富含K、Rb、Cs原料溶液制备而得的混合型钎剂；或是以江西宜春锂云母为矿源提取的至少包括K、Rb、Cs、Al元素的金属盐为原料，制备的混合型钎剂；所述钎剂至少包括两种以上的下述化合物：KAlF4≤55wt.％，K3AlF6≤46wt.％，KF≤55wt.％，RbF≤60wt.％，RbAlF4≤35wt.％，Rb3AlF6≤28wt.％，CsF≤50wt.％，CsAlF4≤44wt.％，Cs3AlF6≤36wt.％；余者为杂质。具体的，所述钎剂可以包括Rb3AlF6-RbAlF4-K3AlF6三元共晶体，其中AlF3、RbF和KF的质量分数分别为20～55wt.％、25～60wt.％、20～50wt.％。或者，所述钎剂还可以包括Cs3AlF6-K3AlF6二元共晶体，其中AlF3、CsF、KF的质量分数分别为22～57wt.％、22～50wt.％和20～55wt.％。或者，所述钎剂也可包括Rb3AlF6-RbAlF4-Cs3AlF6-K3AlF6四元共晶体，其中AlF3、RbF、CsF和KF的质量分数分别为30～55wt.％、10～35wt.％、5～40wt.％和20～35wt.％。或者，所述钎剂也可包括Rb3AlF6-CsAlF4-Cs3AlF6-K3AlF6四元共晶体，其中AlF3，RbF，CsF，KF的质量分数分别为15～45wt.％，10～20wt.％，10～40wt.％和15～35wt.％。上述钎剂中可以包括锂阳离子，即通过添加LiF≤5wt.％作为改性剂，以提高所述钎剂的防腐蚀性能。本专利技术以江西锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂后得富含K、Rb、Cs溶液作为原料溶液，通过配料添加氟化铝、氟化钾、氟化铷和氟化铯的一种或几种制备混合型钎剂，所添加的上述金属盐亦可采用锂云母提取而得。由于锂云母中富含铷铯，从而大大降低了新型钎剂的生产成本，同时对江西锂云母矿也实现资源最大化利用。本专利技术所述的新型钎剂操作温度从450～600℃均具有良好湿润性和延展性，并可去除母材和钎料表面的氧化膜；以液态薄层覆盖钎焊金属和钎料表面，隔绝空气中的氧对它们的有害作用；还起界面活性作用，改善液态钎料对钎焊金属表面的润湿。本专利技术所述包括Rb3AlF6-RbAlF4-K3AlF6三元共晶体的钎剂，其熔化温度低于530～540℃，流动性、填缝性及焊接强度等钎焊性能均良好，因此，含有成本相对低廉且无腐蚀的Rb3AlF6-RbAlF4-K3AlF6三元共晶体的钎剂有效地解决了中温新型钎剂的关键技术难题。而由于CsAlF4熔点低至42本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以江西宜春锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂浓缩后得富含K、Rb、Cs原料溶液；(2)分别称取定量金属盐加至前述除杂后的基础溶液1000mL中，所述金属盐至少包括下述一种以上：AlCl3﹒6H2O(AR,≥99.55％)为1081g‑1563.45g，KF(AR,≥99.95％)为126.11g‑194.55g，CsF(AR，≥99％)为100g‑585.55g，RbF(AR,≥99％)为30‑80g；(3)加去离子水完全溶解制成溶液；(4)进而逐滴加入氢氟酸溶液，HF(AR,≥45％)为60‑1500mL，并不停的搅拌，使两者充分反应，得到絮凝浆料；(5)所述絮凝浆料经过滤、洗涤、烘干后得所述钎剂，继而粉碎、筛分获得成品。

【技术特征摘要】
1.一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以江西宜春锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经络合沉淀除杂浓缩后得富含K、Rb、Cs原料溶液；(2)分别称取定量金属盐加至富含K、Rb、Cs原料溶液1000mL中，所述金属盐包括下述金属盐的一种或多种：AlCl3﹒6H2O为1081g-1563.45g，KF为126.11g-194.55g，CsF为100g-585.55g，RbF为30-80g；(3)加去离子水完全溶解制成溶液；(4)进而逐滴加入氢氟酸溶液，HF为60-1500mL，并不停的搅拌，使两者充分反应，得到絮凝浆料；(5)所述絮凝浆料经过滤、洗涤、烘干后得所述钎剂，继而粉碎、筛分获得成品。2.如权利要求1所述的中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所得原料溶液中，Li含量为0.2～3g/L、Na含量为≤2g/L、K含量为15～35g/L、Rb含量为150～220g/L和Cs含量为15～50g/L。3.如权利要求2所述的中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述AlCl3﹒6H2O，KF，CsF，RbF是以江西宜春锂云母为矿源提取而得。4.如权利要求1～3任一所述的中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中向原料溶液中添加了LiF5-15g。5.如权利要求4所述的中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂的制备方法，其特征在于：所述LiF是以江西宜春锂云母为矿源提取而得。6.一种中温型防腐蚀氟铝酸盐钎剂，其特征在于：其为以江西宜春锂云母提锂后所得沉锂母液为基础溶液，经除杂后得富含K、Rb、Cs的原料溶液制备而得的混合型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金练，王迎春，
申请(专利权)人：江西合纵锂业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36