一种用熔点为５００－６３０℃的钎料及熔点为５５０－５００℃的焊剂钎焊铝部件的方法；钎焊通过在送入长形马弗炉膛的惰性气氛下以５８０－６６０℃的较低温度连续加热部件来进行；炉膛由碳、石墨或碳纤维增强碳制成，有助于保持气氛高纯度的炉膛不为加热部件时液化的焊剂所损伤，且炉膛的碳有利于使气氛保持惰性从而使焊剂本身也避免氧化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采用钎料及焊剂进行铝或铝合金部件钎焊的一种方法。更具体地说，本专利技术涉及的方法，其焊剂本身在钎焊气氛中不氧化因而其用量可最小并且既不污染钎焊气氛也不腐蚀钎焊气氛周围的炉体结构。本专利技术还涉及有利于用于铝及铝合金部件连续钎焊的连续式钎焊炉。现代焊剂如Yamawaki等在美国专利4,475,960号中公开的金属氟化物及Takahashi在美国专利4,643,348号中公开的金属氯化物和金属氟化物的混合物等，广泛地用于铝部件的钎焊中。由于其可有效地达到分解铝表面的氧化物薄膜并从表面去除氧化物从而使钎焊料自由流动到铝表面，其用量可减至最小，因此铝钎焊成本降低。这还有助于避免污染问题，因为钎焊工序后用于冲去焊剂的水量减至极小，有时还在钎焊工序中取消冲洗工步。为了获得用量极小时可发挥全部效能而自身又不氧化的焊剂，钎焊铝部件时普遍地且不可避免地要采用如Takahashi在美国专利4,416,623中公开的金属马弗炉膛，炉膛密封充入惰性气氛如氮气，加有钎料和焊剂的待钎部件置于其中加热。铝或铝合金部件钎焊时的加温度为580℃-660℃，这是因为上文提及的焊剂熔点为550℃左右而最新开发的焊剂熔点为500℃，并且一般与上述焊剂一起使用来钎焊铝的Al-Si系钎料的熔点为500℃至630℃之间。从温度方面说，在这样的较低加热温度下采用金属马弗炉膛完全没有问题，因为制成炉膛的金属完全可耐受这样的温度，尽管本专利技术人已注意到一些缺陷如钎焊铝部件时所用的焊剂经加热、分解及液化或气化也会破坏金属马弗炉膛耐热不锈钢的表面氧化膜，并最终沾污钢体并污染炉膛中的惰性气氛。部分地因为这些缺陷总的来说被认为是不可避免的，部分地因为与其它金属如含有少量Al的钢或铜基或铁基合金相比不一样，铝或基体为铝的合金看起来对在除金属之外的其它材料制成的马弗炉膛中进行的热处理太敏感，除Takahashi在日本已审查专利公告号7-60063及Takahashi在美国专利5,538,17号中公开的例子之外，尚无人尝试在钎焊时用其它材料制作的炉膛来取代金属炉膛，在前一例子的实施例中，钢在用碳或石墨制成的马弗炉箱中加热到高温，仅仅是为了达到使其硬化而又不氧化或脱碳的目的。而在后一例子的实施例中，铜或铁基合金在有碳壁的分批式炉室中在极高温度下焊接。但是，在后一例子中，也未提到如果炉室是用金属制成时它可能受到的来自焊剂的损伤，这是因为在那种情况下，由于只需清理含Al量很低的部件故焊剂用量极小，并且因未使用钎料故不要求得到易于与钎料混合的合金，以及由于炉室中的气氛在每一批次都反复更换故分解或气化的焊剂在炉室中不会长时间滞留。专利技术概述在本专利技术中，铝或铝合金的钎焊采用熔点为500-630℃的钎料及熔点为约550-500℃的焊剂并在以碳素材料包围的惰性气氛中进行，更具体地说是在部分或全部以石墨制成的马弗炉膛中并充以氮气气氛。本专利技术人已经发现，在充有惰性气氛并使用钎料及焊剂钎焊铝时采用以碳素材料如碳、石墨及碳纤维增强碳制成的炉室最有利，这是因为这种材料耐热性高并且当其长期与分解及液化或气化的焊剂接触时也几乎不发生腐蚀和损伤。还应指出的是，充于炉室中、更具体地说是石墨马弗炉膛中的惰性气氛避免了焊剂本身及待钎铝部件的进一步氧化，而由炉外逐渐带入炉内气氛中的氧也与炉膛反应并被炉膛吸收，石墨马弗炉膛反过来也保持了氮气的惰性。对氧的吸收逐渐地造成了炉膛的氧化消耗，工业上马弗炉膛可使用数年。另外还发现，实施本专利技术时尤其是当较大量的氧吸附于传送装置和铝部件上被带入炉膛中时，在炉膛中放置金属元素如锌、镁和钛等很有好处，这些金属元素在炉内580-660℃的加热温度下易于与氧反应，并且其氧化物热化学稳定并是固体，且不被碳还原。这些元素吸收流入炉膛成为气体干扰的氧并使其失去活性，有利于保持氮气气氛的惰性。附图说明图1为装配普通金属马弗炉膛的气氛炉的主要部件截面示意图。图2为适用于实施本专利技术的方法的装配碳素马弗炉膛的气氛炉的主更部件截面示意图。实施例实施例1采用装配金属马弗炉膛的炉子，该炉膛即作为钎焊室，以20Cr20Ni钢板制成，如图1所示，以及另一装配碳素马弗炉膛的炉子，该炉膛根据本专利技术通过烧结纯石墨制成，比较炉子特别是炉膛所受损伤以及炉膛可保持的气氛条件。当钎焊工序用前述金属马弗炉膛如下文所述进行342小时时，其炉底产生了空洞并对气氛产生了不利影响。而有碳素炉膛的炉子在运行1,200小时后仍正常。前述用于试验的炉子的炉膛2都是长隧道形，宽600mm，长6000mm，实际高度180mm。炉膛中从其顶部以每小时30m3的速度充入高纯氮，通过加热元件3加热到600℃并保温。待镀铝件覆以熔点为590℃的Al-Si系钎料层，用60g由碱金属氯化物和氟化物混合组成、熔点为547℃的焊剂粘附。铝件以每小时60件的速度送入炉中进行钎焊。图1和2中的数字1代表隔热套。当如上文所述以高纯氮充入炉膛时炉膛中的氧量一般控制在25-55ppm的低水平，炉子运行342小时时上文提到的金属马弗炉膛中的氧量突然升高至300-880ppm，这可能是因为空气通过炉底穿孔部位进入了炉膛。当氧量超过300ppm后通过金属马弗炉膛的铝件约90％没有钎焊好。而另一方面，碳素马弗炉膛中的氧量即使在钎焊工序进行1200小时后仍保持正常。实施例2采用与实施例1相同的装配碳素马弗炉膛2的炉子，对上面有吸附了空气的管状凹槽的铝件以每小时60件的速度进行钎焊。由于凹槽中释放空气，炉膛内氮气氛中的氧量升高至110ppm。将钛片放到炉膛底部及支承铝件的支架上后，重新开始进行钎焊，使得生产的部件可获得满意的钎焊。由于钛片与炉内气氛中的氧反应并以氧化物的形式捕获氧，炉膛中的氧量降至30-50ppm.实施例3重复实施例2，只是用从碳素炉膛预部与氮气一起充入金属锌的蒸气来取代放入钛片，从而将炉膛中的氧量控制在10-25ppm范围，使得生产的部件钎焊最佳。在上述实施例中，碳素炉膛在整个长度方向上全部以碳制成，这样做并不是必须的。炉子进出口附近部分的炉膛处，分解及液化的焊剂对炉膛的影响并不太严重，可用金属制作。如上文所述，及如上述实施例中所具体说明的那样，根据本专利技术在惰性气体下可实现用钎料及焊剂对铝及铝合金部件及制品的成功钎焊，其惰性气氛可长时间保持稳定。权利要求1.用熔点为500℃-630℃的钎焊料及熔点为约550℃-500℃的焊剂钎焊铝或铝合金部件的方法，钎焊通过在全部或部分地为碳素材料所包围的惰性气氛下加热部件来进行。2.如权利要求1所述方法，其中部件在惰性气氛下连续送入，该气氛全部或部分地为构成长形加热室的碳素材料所包围。3.如权利要求1或2所述方法，其中惰性气氛与如锌、镁及钛的金属元素相接触，这些金属元素与氧生成热化学稳定并不被碳还原的氧化物。4.用于以熔点为500-630℃的钎料及熔点为550-500℃的焊剂钎焊铝及铝合金部件的炉子，具有全部或部分地以碳素材料制成的长形加热室，加热室中充入惰性气体，部件连续送入其中进行钎焊。5.如权利要求4所述炉子，其中加热室形成马弗炉膛。6.如权利要求4或5所述炉子，其中提供了使惰性气氛与锌、镁及钛的金属接触并形成热化学稳定且不为碳所还原的氧化物的装置。全文摘要一种用熔点为500—630℃的钎料本文档来自技高网...
【技术保护点】
用熔点为５００℃－６３０℃的钎焊料及熔点为约５５０℃－５００℃的焊剂钎焊铝或铝合金部件的方法，钎焊通过在全部或部分地为碳素材料所包围的惰性气氛下加热部件来进行。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥进，
申请(专利权)人：关东冶金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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