钎焊铝合金的粉末组合物制造技术

一种含有单一粉末或混合粉末的钎焊粉，该粉末是由Ａｌ、Ｓｉ和Ｚｎ中的一种或多种元素组成，并且其总量具有Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ过共晶合金的成分。该钎焊粉含有大于１５％但高达６０％（重量）Ｓｉ和５％～３０％（重量）Ｚｎ。该钎焊粉还可含有与上述组合物混成浆料形式的钎焊助剂、粘结剂树脂、和溶剂。所得混合物的涂料可涂覆在铝或铝合金制的物品表面，这些物品如机械组件等，将该物品加热使该物品表面熔化，由此形成含Ｚｎ层。然用钎焊法将该物品钎焊。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于焊接如铝合金或铝制机械零件、元件、部件等物品的钎焊粉末组合物，以及一种使用这种钎焊粉末组合物焊接这类零件的方法。一种可能的应用是制造热交换器组件。作为钎焊连接一个或多个铝或铝合金制物品的方法，使用粉末状的钎焊料，并将钎焊料涂覆在待连接的物品之连接表面上。典型的例子公开在US3971501中，其中的钎焊粉可以使用，而不受或很少受接合点的形状、形式等的限制，甚至可容易地应用于使用现有技术中任何钎焊料都难以处理的某些物品中，如复杂构形的物件。在这方面，上述美国专利引起广泛注意。上述专利所公开的钎焊粉使用了Al-Si共晶合金，其熔点低于被钎焊连接的铝或铝合金部件的熔点。为了改进接合点的耐蚀性，另一份专利文献US5547517中公开了一种含有Al-Si共晶合金和少量Zn的钎焊粉。另一专利US5251374公开了一种含有Al-Si合金粉和Zn粉混合物的钎焊粉。在US5547517中的钎焊粉含有最多5％(重量)加入其中的Zn，而US5251374中的钎焊粉含有最多3％(重量)混合的Zn。与这两份专利相反的是日本专利申请平7-314177A(现已公开)，该申请提出了一种由含10-50％(重量)Zn的Al-Si-Zn合金组成的钎焊粉。另一日本专利申请平7-88689A公开了一种含有不大于20重量份Zn的钎焊组合物。应指出的是，在钎焊组合物中的Zn组分的熔点低于Al-Si合金组分的熔点，因而在钎焊过程中Zn会较快地熔化。因此，Zn倾向于涂覆区域流向形成焊缝的区域，并且Zn在此处富集。因此，Zn不能对Zn已流走的涂覆区域部分提供满意的耐蚀性，因为其Zn含量低。作为另一种方法，可以提供含更多Zn的钎焊组合物。在这种情况下，在形成焊缝区域内Zn的含量为大于所需量的高浓度。当出现这种情况时，Zn的作用显著，这可能会使Zn侵蚀焊缝及其它。因此，对耐蚀性有不利影响。如所述的，含Zn的钎焊粉末组合物不能提令人满意的耐蚀性。例如，在安装于汽车中的且必须满足高耐蚀性需要的热交换器中，预先热喷涂Zn以在钎焊连接的铝零件表面上形成Zn涂层。特别地，欧洲专利申请公开EP0140267A中公开了一种包括形式Zn沉积层的工艺。但应指出的是该工艺包括较多步骤，增加了制造成本。为了用钎焊方法在两个具有大空隙的部件间进行连接，例如热交换器组件中的管与联管箱之间的连接，或者为了需要形成大的焊缝的连接，用于钎焊的钎焊粉的用量明显增加，因此用于涂覆的钎焊粉量也相应增加。对于增加的涂料，需要几次涂覆，因为一次涂覆所得到的涂覆量是有限的(例如流涂)。这样增加涂覆步骤会增大制造成本。一般地，钎焊粉是贵重的，所以钎焊粉用量增加使物料成本增加。本专利技术申请的专利技术人研究了与现有技术钎焊粉相关的问题，并且发现当使用包括过共晶Al-Si合金的钎焊粉时，基体金属在钎焊过程中被侵蚀(熔化)，并且被侵蚀的基体金属部分与涂覆的钎焊粉涂层一起提供钎焊作用。之后，本专利技术人发现钎焊粉的用量可以减少，因而涂覆次数也可减少，并同时保持良好的可钎焊性。两份公开的专利申请文献PCT国际公开WO94/29072和日本专利公开平8-511201A公开了含有较多Si的钎焊料组合物，但未公开该过共晶合金可提供类似如上所述的结果。也需指出的是，当Al-Si过共晶合金用作钎焊料时，Si会结晶出来，结晶的Si会由于阴极作用引起局部腐蚀或引起会形成凹坑的其它腐蚀。这种腐蚀会降低钎焊接合点中或已涂覆钎焊粉的涂层区域中的耐蚀性。为避免这种问题，必须进行多个步骤，以形成所述的Zn涂层。由于这些问题，常规的钎焊粉是不经济的。鉴于上述问题以及为解决这些问题，本专利技术的一个目的是提供一种新的钎焊粉以及一种改进的钎焊方法，其中钎焊接合点的耐蚀性可以提高，而不需任何复杂的过多的步骤。本专利技术的另一目的是提供一种新的钎焊粉以及一种改进的方法，其中上述目的可以获得而不必增加钎焊粉用量，并且该钎焊工艺可以在减小钎焊粉用量下进行。本专利技术包括一种钎焊铝合金粉末组合物。具体地，在该铝合金钎焊粉末组合物的第一个实施方案中，它由一种或多种粉末料组成，该粉末料基本上由一种或多种选自Al、Si和Zn的元素组成，并且所述一种或多种粉末料的总量具有由Al-Si-Zn组成的过共晶合金成分。在该钎焊铝合金粉末组合物的第二个实施方案中，它包括一种或多种粉末料，其中全部粉末料基本上由大于15至高达60％(重量)Si和5-30％(重量)Zn组成。在该钎焊铝合金粉末组合物的第三个实施方案中，它包括一种或多种选自Al-Si合金粉、Al-Si-Zn合金粉、Al-Zn合金粉、Si或Si合金粉、以及Zn或Zn合金粉的粉末料。在该钎焊铝合金粉末组合物的第四个实施方案中，它含有两种或多种比重不同的金属粉，对于金属粉之间的比重比值为2或更大情况来说，其中比重小的金属粉的平均颗粒尺寸大于比重大的金属粉的平均颗粒尺寸。在该钎焊铝合金粉末组合物的第五个实施方案中，它含有平均颗粒尺寸为1-100μm的Si粉和平均颗粒尺寸为1-50μm的Zn粉，其中Si粉的平均颗粒尺寸大于Zn粉平均颗粒尺寸。在该钎焊铝合金粉末组合物的第六个实施方案中，它含有一种或多种由Al-Si-Zn三元过共晶合金粉和Si粉混合物组成的粉末料，在该钎焊铝合金粉末组合物的第七个实施方案中，它含有一种或多种粉末料，它由Al-Si-Zn三元过共晶粉和Si粉混合物组成，所述Al-Si-Zn三元过共晶合金的成分为13-45％(重量)Si、6-35％(重量)Zn以及平衡量的Al和不可避免的杂质。在该钎焊铝合金粉末组合物的第八个实施方案中，它含有一种或多种粉末料，它由Al-Si-Zn三元过共晶粉和Si粉混合物组成，其中Al-Si-Zn三元过共晶合金粉的平均颗粒尺寸为5-100μm而Si粉平均颗粒尺寸为1-50μm，前者的平均颗粒尺寸大于后者的。在该钎焊铝合金粉末组合物的第九个实施方案中，它含有一种或多种粉末料，还含有加入的钎焊助剂。本专利技术还包括一种钎焊方法，该方法使用上述实施方案中的任种钎焊铝合金粉末组合物进行钎焊。具体地，在该方法的一个实施方案中，该方法用于钎焊作为待钎焊物品的铝或铝合金零件、元件、部件等类似物(下面称作“铝物品”)，该方法包括将任何一种上述钎焊粉的涂料涂覆在铝合金物品的表面，将涂覆的涂料以及涂有该涂料的铝物品表面部分熔化，再使熔化的物料凝固，由此将铝物品钎焊并在该铝物品表面形成含Zn的层。在该方法的第二个实施方案中，还包括在涂覆钎焊铝合金粉涂料之前在钎焊铝合金粉中加入钎焊助剂、粘结剂树脂和溶剂并将其混合成浆料形式的步骤。在该方法的第三个实施方案中，还包括在纤焊之前在铝物品表面上形成含Zn层的步骤。本专利技术人发现通过在过共晶Al-Si合金中加入Zn可明显提高耐蚀性，而不必增加钎焊粉的用量，这与常规的含Zn钎焊粉不同，常规含Zn钎焊粉中的Zn对改进耐蚀性没有好的作用。本专利技术基于该发现。应理解的是，该钎焊粉必须含有作为其总量一部分的预定量的Si，以使其成为过共晶。因为Si的共晶点受其他组分含量的影响，该含量不是唯一确定的。例如，含有大于15％(重量)的特定的Si可使该钎焊粉变成过共晶。当该过共晶钎焊粉含有过量Si时，Si在钎焊过程中倾向于扩散进入铝物品中，这降低了该物品的熔点并由此使物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊铝合金的粉末组合物，含有一种或多种粉末料，该粉末料基本上由一种或多种选自Ａｌ、Ｓｉ和Ｚｎ的元素组成，并且所述一种或多种粉末料的总量具有Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ系过共晶合金成分。

【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：兵库靖宪，桃崎博人，当摩建，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]