钎焊件、制备钎焊件的方法和钎焊的方法以及由所述钎焊件制成的组件技术

本发明专利技术涉及一种自熔钎焊件。该钎焊件包含一种复合材料，该复合材料包含至少一种分布在金属或金属合金基质中的无机材料，该无机材料在钎焊过程中形成熔剂以促进热诱导金属键的形成。该基质可以是铝硅钎焊合金，该无机材料可以是氟铝酸钾熔剂。通过喷射成形来制造该钎焊件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钎悍件、本专利技术涉及一种钎焊件、制备钎焊件的方法和钎焊的方法以及由所述 钎焊件制成的组件。钎焊是热诱导的金属粘结过程，它在低于待连接金属的熔点的温度下发生，在待连接金属之间的连接处引入更低熔点的填充合金(filleralloy)。该过程 包括发生于表面和材料内部的若干冶金学和化学过程。例如，熔化的填充金属 在表面上的良好的湿润和展开是必需的，并且决定是否发生毛细管作用。毛细 流动是主要的物理原则，确保在适当间隔的接头中形成良好的钎焊，前提是熔 化的填充金属同时湿润待连接的两个表面。毛细流动受到氧化物膜的存在、表 面粗糙度和钎焊气体的条件和性质的影响。铝及其合金的钎焊特别困难，因为当曝露于空气中时，表面上形成氧 化物膜。铝上的氧化物膜的屏障作用妨碍湿润并且抑制毛细流动。为了使 熔化的填充金属与基底金属密切接触，需要破坏氧化物，例如通过使用作 为熔剂(flux)的无机盐。不含氧气和水蒸气的惰性钎焊气氛是必需的，以便 防止熔化的填充金属的再氧化和熔剂本身的氧化。通过在氮气下钎焊或通 过使用真空可以做到这一点。一个采用铝零件的钎焊的领域是在热交换器的制造中，该热交换器例 如用作汽车散热器、冷凝器、蒸发器、油冷却器、增压空气冷却器和燃料冷却器、和固定式热交换器。GB1438955公开一种钎焊铝的方法，其被专利权所有人作为 Nocolok(商标)方法出售。待钎焊的铝片具有覆盖在一个或两个表面上的表 面填充金属。核心是非合金铝，表面覆盖层是铝硅共晶合金。铝12重量％ 硅是熔点为577。C的共晶合金。非合金铝的熔点显著高于此温度，为660°C。 因此，该表面层形成硬焊料或填充金属，通过这种方式，由此类钎焊片制 成的组件可以连接在一起。在该钎焊操作中，两个此类组件相互接触并且 经受一定温度，在该温度下，表面层熔化而核心不被熔化。需要熔剂，200880008343.5说明书第2/20页GB1438955公开采用比75微米更细的氟化钾(KF)和氟化铝(A1F3)粉末的混 合物。为了准备钎焊，使该材料与水形成桨料并施涂于待钎焊的表面。然 后，在钎焊炉中于约600'C的温度下实施钎焊。填充金属和熔剂熔化，可以 形成良好的钎焊接头。在工业应用中，在惰性氮气气氛下通过隧道炉实施使用这种技术的钎焊。该方法的缺点是耗时并且需要较长的工艺线路。施加熔剂衆料并使其 干燥耗费时间，而且光这两个阶段就占据了工艺线路的大部分。而且，因 为施加熔剂的方式，各批产品之间每单位面积熔剂的量可能不同，并且也 难以确保熔剂渗透至难以接近的地方。熔剂量不足会导致不完善的钎焊， 而熔剂量太多不仅会增加加工成本，而且还会导致诸如在钎焊接头处残留 熔剂的问题，这有损接头的外观并且可能干扰任意随后的表面加工。然而， 总得来说，需要使用过量的熔剂以便确保所有区域都成功地钎焊。从待钎 焊的零件上滴下的过量熔剂引起的钎焊炉的污染也是一个问题。而且，不 是所有热交换器的组件都需要被覆一层钎焊合金。例如，散热器通常是由 包壳管(clad tube)和裸露的散热片(unclad fin)组成。在熔炉中钎焊之前使用 熔剂浆料处理散热器，所有的表面都被熔剂覆盖，不仅仅是钎焊覆盖层表 面。这造成不必要地大量熔剂消耗。Sandvik Osprey使用的方法通过使用颗粒技术消除了对具有表面覆盖 层的铝钎焊片的需要。因此，在他们的国际专利申请第W094/17941号中 公开了一种生产用熔剂包被的粉末材料的方法。在他们的更早的国际专利 申请第W092/15721号中公开了使用两次或三次喷雾的喷镀成形，其中每 次喷雾使用相同的熔化金属合金进料。在W094/17941中， 一种喷雾是铝 硅合金，另一种喷雾是氟化钾和氟化铝颗粒的一对一混合物。颗粒接触雾 化的合金液滴并且熔化以便在合金液滴上形成涂层或部分涂层，合金液滴 作为涂层粉末固化，因此提供合金与熔剂的较密切的混合物，然而部分熔 剂颗粒和固化的合金液滴由于在飞行过程中没有接触而仍然保持单独的颗 粒，并且在飞行和收集过程中此类单独的熔剂颗粒没有熔化。为了用该材料进行钎焊，可以使用裸露的铝零件，该铝零件在含有粘合剂的载体介质中被施涂了上述粉末以便在所需的位置粘合粉末。在钎焊 温度下，铝硅共晶粉末熔化，该涂层充当熔剂以破坏裸露的铝零件上的氧 化层，实现与熔融共晶的密切接触以便可以形成钎焊接头。该技术最大的缺点是需要在熔剂和填充金属开始熔化之前除去粘合 剂。不能做到这一点将导致形成拙劣的钎焊接头。在热交换器的情况下， 由于它们的性质，热交换器具有无法通过颗粒和粘合剂体系容易地钎悍的 内表面，因为粘合剂分解产物无法排除和除去。虽然这种涂层粉末法消除了生产具有低熔点铝硅钎焊合金的铝覆盖带 的需要，但是仍需要附加的工艺步骤以便用熔剂涂层粉末涂布待钎焊的铝 部件。将粉末均匀地施涂于待钎焊的部件上可能很困难。在钎焊接头上施 涂该粉末的过程能对人体健康造成危害。由于空间被粉末所占据，也使得 精确定位待连接的零件的位置变得困难，诸如铝热交换管和散热片。有几种通过混合粉末来生产钎焊产品的方法。例如，EP552567中又回 到核心片具有表面覆盖物的安排。形成覆盖物的材料在该专利申请中被称 为"钎焊剂"。为了形成该钎焊剂，使不同粉末的混合物混合。这些粉末是 99.5%纯度的铝粉、硅粉、锌粉、锡粉、铟粉、和氟化物熔剂粉(它是KF 和A1F3的共晶组合物)。金属基粉末的平均粒径是44微米或更小，而熔剂 粉的平均粒径是30微米。混合后，将粉末放置在500'C真空中以便通过除 去湿气和氢气使粉末脱气。随后，将该批粉末加热至480'C并且接受热压处 理。然后，将所得块在500'C热挤出。该专利申请描述了采用5或IO重量 %的硅粉含量和5、 8或10重量。/^的熔剂含量获得优良的可钎焊性结果。 该专利申请中通过将试样固定在由JIS-A3003铝合金形成的支承板上并且 在氮气中加热至600至620'C并保持10分钟来测试可钎焊性。不添加其它 熔剂。FR2855085也公开了粉末混合物的热等静压，在10重量％粒度为1至 10微米的冰晶石熔剂的情况下，其余是由粒度均为50至300微米的98重 量％锌和2重量％铝组成的混合物。混合的粉末在350'C下热压至1200巴 的压力，持续3小时。在该申请的权利要求书中建议所得的条状物可以通 过例如轧制来加工。10US6，164,517公开无缝环形钎焊材料的生产。采用填充合金的粉末A1 10 重量MSi，与A1F3粉末和KF粉末以80:20合金粉末对熔剂形成材料粉末的 比率混合。在室温下压制混合的粉末，然后在还原性气氛燃烧器中加热至 400'C并且热挤出以形成管。然后，切割该管以提供宽度为1.6 mm的无缝 环形钎焊件。混合金属和熔剂粉末以及随后的压实具有几个内在的缺点。这些缺点 包括(i) 上述公开中混合在一起的粉末具有不同的平均尺寸、尺寸分布或比 重，如粉末冶金学领域中有所记载的，这使成功地提供不发生不同组合物 粉末分离的均匀混合物变得十分困难；而且，压縮状态下熔剂的分布将受 到所用金属粉末的尺寸的限制。(ii) 有时采用研磨克服粉末混合中的内在问题，但是，它具有其它显著 的缺点，因为这会增加极其过量的氧化物并且研磨铝基粉末会非常危本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自熔钎焊件，该钎焊件包含喷射成形的复合材料，该复合材料包含至少一种分布在金属或金属合金基质中的无机材料，该一种或多种无机材料在钎焊过程中形成熔剂以促进热诱导金属键的形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJW奥格力弗，DK霍克沃斯，E阿博姆，
申请(专利权)人：山特维克奥斯匹力有限公司，萨帕铝热传输有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]