一种空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法技术

本发明专利技术涉及钎焊工艺技术领域，特别涉及一种空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法。包括如下步骤：１）铝材的清洗；２）铜材的清洗工艺为；３）丝状钎料的清洗工艺为；４）电镀；５）烘烤；６）钎焊。本发明专利技术实现了在空气气氛中铝材和铜材的钎焊，本发明专利技术的方法具有成本低，易于实现工业化生产的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钎焊工艺
，特别涉及一种空气气氛中铝材和 铜材的钎焊方法。
技术介绍
在自然界中，铜的导电性和导热性仅次于银而居第二位，铜与人的 亲和性仅次于钛。所以，铜在电的传输、热量交换和生活用品领域获 得了广泛的应用。但是，铜的过早、过度开发应用造成了铜的资源性 短缺，这就促使人们开始寻找铜的替代品。在已经发现的金属中，铝的导电性和导热性仅次于银、铜、金，而居第四位。另一方面，i同在地壳中的含量(质量分数)为0.01%，铝的含量高达7.45%。因此， 以铝代铜的研究和应用具有广泛的前景和深远的意义，有统计数据显 示，铝铜异种金属接头组合形式在21世纪的应用，将占到常用异种金 属接头组合形式的5.8%。在以铝代铜的应用中，铝铜的连接是必由之 路。然而，由于铝的氧化问题，铝材的钎焊，特别是在空气气氛中的 钎焊， 一直都是钎悍领域的难点问题。为了克服铝材的氧化问题，目 前国内外的相关研究均是在真空或保护气氛中对铝材进行钎焊，但是 这种方法存在一定的局限性，既成本太高，不利于工业化生产。
技术实现思路
4针对现有技术在空气气氛中铝材的钎焊的氧化问题，本专利技术提供 ，包括如下步骤1) 铝材的清洗工艺为先用质量分数为10%的NaOH水溶液浸蚀 需钎焊的铝材10 20min，溶液温度为40 60°C，然后将需要钎焊的铝 材在体积比为3: 1的HN03与HF的混合酸液中浸蚀5 15min，浸蚀 温度为室温；2) 铜材的清洗工艺为用体积比为l: 9的硝酸水溶液对需钎焊的 铜材进行浸泡，温度为室温，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材冲洗0.5 3) 丝状钎料的清洗工艺为用砂纸对丝状丝状钎料进行打磨，将 其表面的氧化膜除去，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材冲洗0.5 lmin;4 )电镀采用瓦特溶液对需钎焊的铝材进行电镀，镀液pH值为 3.8 5.6;镀液温度为18 35°C;电流密度为0.08A/cm2;5 )烘烤将电镀后的需钎焊的铝材由室温升至15(TC保温1.5h，升 温速率为10°C/min;6)钎焊将钎剂均匀地涂于需钎焊的铝材和需钎焊的铜材的待焊 表面上，通过垫片厚度来调节铝材和铜材之间的焊缝间隙，控制间隙 范围在0. 2 0.3mm，将铝材、铜材以及丝状钎料放入空气炉中进行钎 焊。本专利技术使用的丝状钎料是Sn-Pb共晶丝状钎料，使用的钎剂型号 为ND-620。所述步骤l)的铝材的清洗工序，步骤2)的铜材的清洗工序，步骤3)的丝状钎料的清洗工艺顺序可以根据实际需要进行调整。 所述步骤4)在铝材上面电镀镍，镀镍层厚度为20pm。 所述步骤6)中钎焊温度为325"C，保温时间为40min，升温速率为10°C/min。本专利技术先对铝材进行清洗，然后通过在铝材上面电镀镍、烘烤， 获得与基体结合良好的镀镍层，避免了铝材在后续工艺中被氧化，然 后将将铝材、铜材以及丝状钎料按要求装配好后放入空气炉中进行钎 焊。实现了在空气气氛中铝材和铜材的钎焊，获得了性能良好的铝铜 钎焊接头，本专利技术的方法具有成本低，易于实现工业化生产的特点。 附图说明图1为本专利技术的工艺流程图 图2为钎焊试样装配示意图具体实施方式 实施例1，其特征在于，包括如下1)铝材1的清洗工艺为先用质量分数为10X的NaOH水溶液浸 蚀需钎焊的铝材10min，溶液温度为60°C，然后将需要钎焊的铝材在体 积比为3: 1的HN03与HF的混合酸液中浸蚀5min，浸蚀温度为室温；2 )铜材2的清洗工艺为用体积比为1: 9的硝酸水溶液对需钎焊 的铜材2进行浸泡，温度为室温，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材2冲 洗0.5min;3) 丝状钎料的清洗工艺为用砂纸对丝状丝状钎料进行打磨，将 其表面的氧化膜除去，然后用蒸馏水对打磨过的丝状钎料冲洗0.5min;4) 电镀采用瓦特溶液对需钎焊的铝材1进行电镀，镀液pH值为 3.8;镀液温度为18"C;电流密度为0.08A/cm2;5) 烘烤将电镀后的铝材由室温升至15(TC保温1.5h，升温速率为 10°C/min;6 )钎焊将钎剂均匀地涂于需钎焊的铝材1和需钎焊的铜材2的 待焊表面上，通过垫片4厚度来调节铝材和铜材之间的焊缝间隙，控 制间隙范围在0. 2mm，将铝材、铜材以及丝状钎料放入空气炉中进行钎 焊。实施例2，其特征在于，包括如下步骤-1)铝材1的清洗工艺为先用质量分数为10%的NaOH水溶液浸 蚀需钎焊的铝材15min，溶液温度为50°C，然后将需要钎焊的铝材在体 积比为3: 1的HN03与HF的混合酸液中浸蚀10min,浸蚀温度为室 温；2 )铜材2的清洗工艺为用体积比为1: 9的硝酸水溶液对需钎焊 的铜材2进行浸泡，温度为室温，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材2冲 洗0.7min;3) 丝状钎料的清洗工艺为用砂纸对丝状丝状钎料进行打磨，将 其表面的氧化膜除去，然后用蒸馏水对打磨过的丝状钎料冲洗0.7inin;4) 电镀采用瓦特溶液对需钎焊的铝材l进行电镀，镀液pH值为4.5;镀液温度为25。C;电流密度为0.08A/cm2;5 )烘烤将电镀后的铝材1由室温升至15(TC保温1.5h，升温速率 为10°C/min;6 )钎悍将钎剂均匀地涂于需钎焊的铝材和需钎焊的铜材的待焊表面上，通过垫片4厚度来调节铝材和铜材之间的焊缝间隙，控制间 隙范围在0. 25mm,将铝材、铜材以及丝状钎料放入空气炉中进行钎焊。 实施例3，其特征在于，包括如下步骤 1)铝材1的清洗工艺为先用质量分数为10X的NaOH水溶液浸 蚀需钎焊的铝材20min，溶液温度为40°C，然后将需要钎焊的铝材在体 积比为3: 1的HN03与HF的混合酸液中浸蚀15min，浸蚀温度为室 温；2 )铜材2的清洗工艺为用体积比为1: 9的硝酸水溶液对需钎焊 的铜材进行浸泡，温度为室温，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材2冲洗3) 丝状钎料的清洗工艺为用砂纸对丝状丝状钎料进行打磨，将其表面的氧化膜除去，然后用蒸馏水对打磨过的丝状钎料冲洗lmin;4) 电镀采用瓦特溶液对需钎焊的铝材1进行电镀，镀液pH值为 5.6;镀液温度为35。C;电流密度为0.08A/cm2;5 )烘烤将电镀后的铝材1由室温升至15(TC保温1.5h，升温速率 为10。C/min;6 )钎焊将钎剂均匀地涂于需钎焊的铝材1和需钎焊的铜材2的待焊表面上，通过垫片4厚度来调节铝材和铜材之间的焊缝间隙，控 制间隙范围在0.3mm,将铝材、铜材以及丝状钎料放入空气炉中进行钎 焊。本专利技术所述的空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法，使用的丝状钎 料3是Sn-Pb共晶丝状钎料本专利技术所述的空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法，使用的钎剂是 ND-620钎剂。本专利技术所述的空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法，所述步骤1 ) 的铝材1的清洗工序，步骤2)的铜材2的清洗工序，步骤3 )的丝 状钎料3的清洗工艺顺序可以根据实际需要进行调整。本专利技术所述在铝材1上面电镀镍，镀镍层厚度为20)im。 本专利技术所述钎焊，钎焊温度为325'C，保温时间为40min，升温速 率为10°C/min。权利要求1.，其特征在于，包括如下步骤1)铝材的清洗工艺为先用质量分数为10％的NaOH水溶液浸蚀需钎焊的铝材10～20min，溶液温度为40～60℃，然后将需要钎焊的铝材在体积比为3∶1的H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法，其特征在于，包括如下步骤：　１）铝材的清洗工艺为：先用质量分数为１０％的ＮａＯＨ水溶液浸蚀需钎焊的铝材１０～２０ｍｉｎ，溶液温度为４０～６０℃，然后将需要钎焊的铝材在体积比为３∶１的ＨＮＯ↓［３］与 ＨＦ的混合酸液中浸蚀５～１５ｍｉｎ，浸蚀温度为室温；　２）铜材的清洗工艺为：用体积比为１∶９的硝酸水溶液对需钎焊的铜材进行浸泡，温度为室温，然后用蒸馏水对浸泡过的铜材冲洗０．５～１ｍｉｎ；　３）丝状钎料的清洗工艺为：用砂纸对丝状 丝状钎料进行打磨，将其表面的氧化膜除去，然后用蒸馏水对打磨过的丝状钎料冲洗０．５～１ｍｉｎ；　４）电镀：采用瓦特溶液对清洗过的需钎焊的铝材进行电镀，镀液ｐＨ值为３．８～５．６；镀液温度为１８～３５℃；电流密度为：０．０８Ａ／ｃｍ↑［２ ］；　５）烘烤：将电镀后的铝材由室温升至１５０℃保温１．５ｈ，升温速率为１０℃／ｍｉｎ；　６）钎焊：将钎剂均匀地涂于需钎焊的铝材和需钎焊的铜材的待焊表面上，通过垫片厚度来调节铝材和铜材之间的焊缝间隙，控制间隙范围在０．２～０．３ ｍｍ，将铝材、铜材以及丝状钎料放入空气炉中进行钎焊。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔冠军，杨明旭，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]