金属基复合材料烧渗可焊层及预置方法技术

一种金属基复合材料烧渗可焊层及预置方法，其特点是金属可焊层重量百分比组成是有机粘合剂2%至5%、有机溶剂20%至25%、钎剂5%至8%，余量为可焊性金属粉末，将上述原料搅拌充分混合后研磨40~60h，形成胶状混合物，然后将其混合物涂在复合材料元件的焊接表面，在100℃至500℃温度段分段进行烧渗，经保温——冷却后出炉。其优点是可焊金属层可直接进行锡钎焊或电阻焊。该技术操作简单方便，质量易控制，成品率高，在复合材料表面经烧渗形成的致密、牢固的可焊金属层，配分中采用的是有机溶剂、有机粘合剂钎剂，在烧渗过程中已充分分解挥发，不存在任何残留物，可直接进行锡钎焊或者电阻焊，焊接牢固、可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术上涉及焊接工工程
，特别是涉及可焊性较差的。
技术介绍
目前常用的预置金属基复合材料可焊层的方法有如下缺点I、脱碳。所谓脱碳是对含石墨的复合材料而言，即是将含石墨的复合材料在空气或者有氧的气氛中加热，使石墨与氧化(c+o2=co2)成二氧化碳挥发掉，而形成金属可焊层，但由于脱碳的程度、温度、时间较难掌握，操作起来非常困难。同时因非焊接表面无法保护，也会被脱碳，而脱碳的温度过高等因素，都会造成复合材料本身的性能受到影响。2、电镀可焊层。即是在复合材料的焊接表面用电镀的方法，镀上一层可焊的金属层(如银、铜等)。由于大多数复合材料都是粉末冶金制品——均存在微小的孔隙，电镀时具有腐蚀性的电镀液不可避免地会渗入孔隙中而无法排出，致使复合材料的导电性、耐存储性等各种性能都会受到严重影响。3、在焊接表面包覆可焊金属层。即是在压制粉末冶金复合材料时，在焊接表面预压制一层可焊金属层。但是该可焊金属层的厚度、均匀性以及结合强度很难控制，同时在烧结过程中，由于制品的材料是由两层不同材料(纯金属层和复合材料层)组成，其膨胀系数不同，从而极易造成材料严重变形、开裂等现象，成品率很低。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述方法存在的缺点，提供一种可在复合材料的焊接表面形成一层致密、牢固的可焊金属层的。本专利技术的解决方案是这样的本专利技术所述的金属可焊层由含有重量百分比的以下原料组成有机粘合剂2%至5%、有机溶剂20%至25%、钎剂5%至8%，余量为可焊性金属粉末。上述组分更详细的技术方案为所述的可焊性金属粉末为银粉或铜粉；所述的有机粘合剂为环氧树脂或者酚醛树脂；所述的有机溶剂为无水乙醇或者苯；所述的钎剂为氟化物或者硼化物。本专利技术预置方法的步骤包括(1)、将含有重量百分比的以下原料有机粘合剂2%至5%、有机溶剂20%至25%、钎剂 5%至8%，余量为可焊性金属粉末配制并搅拌充分混合后研磨4(T60h，形成胶状混合物，然后将其混合物涂在复合材料元件的焊接表面；(2)、在100°C至500°C温度段分段进行烧渗，经保温一冷却后出炉。在步骤(I)中还包括如下步骤将复合材料进行除油污工艺步骤；所述的除油污步骤为复合材料在含10% NaOH的溶液中煮沸12 — 20分钟后用清水冲洗，用清水煮沸多次至PH7 PH8，加入1%的柠檬酸溶液煮沸12 — 20分钟，以中和残余的碱，再用清水多次冲洗到PH7，取出烘干，然后将其混合物涂在复合材料元件的焊接表面。在步骤(2)中在电阻炉中进行烧渗方法步骤为90°C — 110°C中保温12 — 20分钟一1900C - 210°C中保温20 - 30分钟一480°C 一 520°C中保温25 — 35分钟后停止加热。在于在步骤(2)中冷却的方法步骤为随炉冷却至室温后出炉。本专利技术的优点是该可焊金属层可直接进行锡钎焊或电阻焊。该技术操作简单方便，质量易控制，成品率高。由于该配分中采用的是有机溶剂、有机粘合剂钎剂，在烧渗过程中已充分分解挥发，不存在任何残留物，烧渗的最高温度仅为500°C左右，而烧渗液仅是在涂有混合物的焊接表面进行，其它非焊接面(如复合材料的工作面)均未受影响，因此复合材料的各项原有的性能均保持不变，在复合材料表面经烧渗形成的致密、牢固的可焊金属层，可直接进行锡钎焊或者电阻焊，焊接牢固、可靠。附图说明附图是本专利技术的实施例。附图I是本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式本专利技术的可焊层实施例为所述的金属可焊层由含有重量百分比的以下原料组成有机粘合剂2%至5%、有机溶剂 20%至25%、钎剂5%至8%，余量为可焊性金属粉末。所述的可焊性金属粉末为银粉或铜粉；所述的有机粘合剂为环氧树脂或者酚醛树脂；所述的有机溶剂为无水乙醇或者苯；所述的钎剂为氟化物或者硼化物。按上述实施例进行的预置方法为将重量百分比有机粘合剂2%至5%、有机溶剂20%至25%、钎剂5%至8%，余量为可焊性金属粉末配制并搅拌充分混合后研磨4(T60h，形成胶状混合物；将复合材料在含10% NaOH的溶液中煮沸15分钟后用清水多次冲洗，用清水煮沸多次至PH7 PH8，加入1%的柠檬酸溶液煮沸15分钟，以中和残余的碱，再用清水多次冲洗到 PH7，烘干；然后将其混合物涂在除污处理后复合材料元件的焊接表面；在电阻炉中进行烧渗，IOO0C (保温15分钟)一2000C (保温25分钟)一500°C (保温 30分钟)后停止加热；随炉冷却至室温后出炉。具体实施例某型高精密微特电机电刷，其使用的金属基本复合材料为银石墨(AgC)与O. Imm厚的铍青铜弹片焊接。该工件若用直接锡钎焊的方法，则由于AgC材料中含有石墨，对锡钎料的润湿性非常差，根本无法焊接。而采用常用的脱碳、电镀可焊层、和包覆可焊层等方法，则由于这些方法存在的种种缺点，也被迫放弃。最后我公司自主研发的“”成功地解决了上述工艺方法存在的缺点，具体实施的方式为1、首先对银石墨(AgC)材料原件进行除油污处理。步骤①将原件加入到10%Na0H溶液中煮沸15分钟。 步骤②将原件取出后用清水多次冲洗。步骤③用清水煮沸多次直至沸水为PH7 PH8。步骤 ④加入1%的柠檬酸溶液煮沸15分钟，以中和残余的碱。步骤⑤再用清水多次冲洗，直至冲洗清水为PH7为止，取出元件烘干待用。2、制备烧渗材料。步骤①将可焊性金属粉末(一般为银粉或铜粉)+有机溶剂(无水乙醇或苯)+有机粘合剂(环氧树脂或酚醛树脂)+钎剂(硼化物或氟化物)充分搅拌混合。本专利技术优选的是有机溶剂为25%的无水乙醇；有机粘合剂为2. 5%的酚醛树脂；钎剂为6%的硼化物；余量的金属粉末为银粉。步骤②将配置好的混合物在球磨机上研磨40tT60h。3、将烧渗材料混合物均匀地涂在已除油污烘干的银石墨元件的焊接表面上。4、烧渗。将涂上烧渗材料的元件装入电阻炉中加热升温。本专利技术优选的分段烧渗温度是100°C时保温15分钟，2000C时保温20分钟，500°C时保温30分钟，然后停止加热，随炉冷却至室温后出炉。应用该方法在AgC材料焊接表面烧渗的银层，用显微镜观察，该银层致密均匀而牢固，对锡钎料的润湿性非常好。为此我们将该AgC材料元件经烧渗处理后与铍青铜弹片进行锡钎焊焊接。并对成品进行了焊接缝剪切强度实验，实验结果表明，该焊缝剪切度达到5. 6N/mm2，大大超过了用户的要求(O. 32N/mm2)。以后我们又将该技术扩展应用于Ag-C-MOS2、Ag-C-WS2等复合材料的焊接中、均获得满意的效果。权利要求1.金属基复合材料烧渗可焊层，其特征在于所述的金属可焊层由含有重量百分比的以下原料组成有机粘合剂2%至5%、有机溶剂20%至25%、钎剂5%至8%，余量为可焊性金属粉末。2.根据权利要求I所述的金属基复合材料烧渗可焊层，其特征在于所述的可焊性金属粉末为银粉或铜粉。3.根据权利要求I所述的金属基复合材料烧渗可焊层，其特征在于所述的有机粘合剂为环氧树脂或者酚醛树脂。4.根据权利要求I所述的金属基复合材料烧渗可焊层，其特征在于所述的有机溶剂为无水乙醇或者苯。5.根据权利要求I所述的金属基复合材料烧渗可焊层，其特征在于所述的钎剂为氟化物或者硼化物。6.一种金属基复合材料烧渗可焊层的预置方法，其特征在于其方法步骤包括(1)、将含有重量百分比的以下原料有机粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁江，王肖铮，
申请(专利权)人：广西新高新科技发展有限公司，梁江，王肖铮，
类型：发明
国别省市：