铜基钎料焊膏及铜制饰品的钎焊方法技术

本发明专利技术涉及铜基焊膏，特别是用于铜饰品钎焊的焊膏以及铜饰品的钎焊方法。本发明专利技术提出的铜基焊膏由铜基钎粉粉末、钎剂、粘结剂以及有机溶剂按一定比例混合而成。这种焊膏具有预定位粘接和钎接两种功能。使用这种铜基焊膏进行铜饰品的钎焊，缩短了生产周期，节省了焊料，特别是节省了大量的白银钎料。钎焊的制品质量高。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铜基焊膏，特别是用于铜饰品钎焊的焊膏以及铜饰品的钎焊方法。铜制饰品例如景泰兰、铜花丝饰品各组件的组装，目前国内一般采用银基钎料或铜基钎料粉末与一定比例的硼酸钠混合对铜花丝与铜胎体进行钎焊，而钎焊的方法一般是采用手工火焰钎焊或炉中钎焊技术，即首先将要焊在铜胎体上的图案构件或铜花丝件用白芨粉糊粘在予先设计部位，拼成各种花纹或图案，干燥24小时后，把人工锉屑的银基钎料或铜基钎料粉末加入一定比例的钎剂混合，然后将混合后的粉末撒在胎体焊接部位，再加热钎焊，把铜图案件或铜花丝焊在胎体上，然后清洗而后进行点兰、烧兰等其他工序。这种方法工序多，操作复杂，生产周期长，效率低，在不需要焊的地方往往也被撒上焊料。因此，一方面焊料消耗大，尤其在使用银钎料时，导致白银大量浪费，制作成本高。另一方面，不需焊的地方撒上的焊料，在加热时熔化，在工件表面上形成一些凸起的斑点，影响工件的外观质量。美国专利US4497429和US4573630公开了一种无银中温钎料，其组成为Ca、Ni、Sa、P，但这种钎料是一种非晶态的箔材。美国专利US2357014公开了一种成份为碱金属氟硼酸盐、硼酸盐的钎剂。美国专利US3033713公开了一种改进银合金钎料的钎剂和粘结剂，其主要成份为碱金属的氟硼酸盐、碱金属硼酸盐、硼酸、碱金属的碳酸盐以及丙烯酸酯，其主要用法是将这些混合物附在银焊料丝、片、带材上或制成钎剂加粘结剂的芯型银焊料使用。本专利技术的目的在于提出一种具有高粘度并在室温下容易固化的不含银的膏状焊料以及使用这种焊膏进行铜制饰品以及铜花丝饰品的胎体组装的钎焊新工艺。本专利技术提出的膏状焊料是由无银铜基钎料粉末、钎剂、粘结剂以及有机溶剂混合而成，具体组成为(1)铜基钎料粉末，其组成为(Wt.%)Ca53-68，Zn 15-30，Sn 15-16，P 0.05-3.0，Ni 0.05-0.5。铜基钎料粉末在焊膏中的比例为60-85Wt.%，钎焊温度800-950℃，粒度100-400目。(2)钎剂B2O2，Na2B4O7，KF，KBF4中至少一种，在膏中总的比例为8～16Wt.%。(3)粘结剂丙烯酸树脂，在膏中的比例为0.5-5.Wt.%。(4)有机溶剂醋酸丁酯、乙酸异戊酯、松油醇、松节油、无水乙醇中至少二种，在膏中总的比例为15-25Wt.%。焊膏中各组份的作用如下钎料作为焊膏的主要组分，用于保证花丝与胎体的牢固钎焊。根据花丝的粗细可选择不同粒度的钎料粉末。与美国专利US4497429和US4573630公开的CuNiSnP系相比较，本专利技术使用的钎料仅含微量Ni，是用Zn代替Ni作为主加组元，钎料成本低于CuNiSnP系。钎剂保证在钎焊温度下，使粉末钎料具有良好的流散性和焊接性。使铜表面的氧化物还原达到牢固的焊接。粘结剂使铜花丝与铜胎体在图案固定位置粘牢，并在室温下很快固化。溶剂用作载体，使上述各组分均匀分散，形成膏状。本专利技术提出的钎焊工艺具体操作如下将本专利技术的膏状焊料涂在或粘在铜花丝图案件上，然后将沾有膏状焊料的铜花丝图案件粘贴到铜胎体上，由于焊膏具有较高的粘性，足以把铜花丝牢固地粘贴在设计部位，在室温下干燥2-5小时后，把已固定好的花丝和胎体一同加热到予定的钎焊温度800-950℃。加热可采用火焰加热或炉中加热。焊膏熔化，把花丝和胎体钎接成一个整体，钎焊操作即完成。钎焊完成后，残留的钎剂可用热水或稀柠檬酸水洗去。本专利技术的铜基膏状焊料与现有技术相比较具有的突出特点是本专利技术焊膏在铜制品部件组装工艺中，具备先起到粘接作用，即使被焊件予定位，而后在钎焊温度下，膏中焊料熔化把工件钎接在一起，达到永久性联接作用。本专利技术的铜基膏状焊料的优点为(1)焊膏中不含贵金属银，可以取代使用银基钎料粉末的某些场合钎焊，具有明显经济效益。(2)焊膏具有较高的粘性，在钎焊前能很好地润湿铜件表面，因此，在使用时，只要用铜花丝件在焊膏上沾一下，就可以把花丝粘贴在铜胎体设计部位上。(3)粘贴后，焊膏可在2-5小时之内干燥固化，使花丝与胎体达到临时定位粘接。(4)上述预定位好的铜组合件在钎焊温度下膏中的粘结剂、有机溶剂挥发，而膏中的钎料粉末在钎剂的助熔下熔化，在铜花丝与铜胎体之间具有良好的润湿性和浸流性，从而使花丝与胎体达到永久的钎焊接合。(5)钎焊后，残留的钎剂易于清洗。(6)膏状焊料的稠度可以根据使用要求，通过添加有机溶剂进行调整。(7)可以进行分级钎焊。本专利技术的方法具有以下优点(1)简化了我国传统的铜制饰品的钎焊工艺，使生产周期缩短，且易于实现大批量生产和自动化钎焊操作。(2)节省白银的消耗。(3)节省焊接材料的消耗。(4)提高产品钎后的外观质量和素面(无花丝处)质量的稳定性(工件镀银后不易产生镀银层变暗)。实施例一铜基焊膏的组成如下(1)铜基钎料粉末，粒度400目，钎焊温度850℃，在膏中比例为70Wt.%。具体成分为(Wt.%)Cu 67.20，Zn 16.80，Sn 15.7，P 0.20，Ni 0.10。(2)钎剂Na2B4O7在膏中比例为9Wt.%。(3)聚甲基丙烯酸甲酯 在膏中比例为2.5Wt.%。(4)醋酸丁酯 在膏中比例4.5Wt.%。松油醇 在膏中比例14Wt.%。实施例二铜基焊膏的组成如下(1)铜基钎料粉末，粒度200目，钎焊温度300℃，在膏中比例为75Wt.%;具体成分为(Wt.%)Cu 54.6，Zn 29.40，Sn 15.7，P 0.20，Ni 0.10。(2)钎剂KF 在膏中比例1.5Wt.%KBF4在膏中比例2.0Wt.%B2O3在膏中比例2.0Wt.%(3)聚甲基丙烯酸甲酯 在膏中比例为2.5Wt.%。(4)松节油 在膏中的比例为2.5Wt.%无水乙醇 在膏中的比例为7.5Wt.%乙酸异戊酯 在膏中的比例为7Wt.%实施例三、铜制彩蛋，见附附图说明图1，使用实施例1的焊膏。实施例四、景泰兰盒，见附图2，使用实施例二的焊膏。附图1说明1、铜质彩蛋胎体;2、由铜丝纹制成的铜花丝图案件;3、末焊有铜花丝图案的素面;4、彩蛋插盘;5、台座附图2说明1、铜质盒体;2、铜花丝图案;3、素面采用该专利技术的铜基焊膏以及钎焊方法与传统工艺对比如下传统工艺(现有技术)1、利用白芨粉调成的糊将花丝粘贴在铜胎体上各个设计部位。2、在室温下干燥24小时。3、在粘贴花丝各部位撒上钎料粉末和钎剂粉混合粉料。4、用焊枪手工火焰加热或放在炉中加热钎焊。5、清洗后，点兰、烧兰、镀银、嵌宝石等。本专利技术的方法1、用镊子夹着铜花丝沾上本专利技术的膏状焊料，将花丝粘贴在铜胎体上各个设计部位。2、室温下干燥2-5小时。3、用火焰或在炉内加热钎焊。4、清洗后，点兰、烧兰、镀银、嵌宝石等。钎焊后效果对比如下传统工艺(现有技术)1、贴花丝、撒焊药较费工。2、撒焊药时，不仅在花丝上，而且在素面部位也撒上焊药，在钎焊时钎料在素面上熔化产生凹凸不平的疤痕或斑点，不仅使产品质量下降，而且在镀银后，银镀层易变暗，这是因为不平整的表面易于残存清洗酸液而致。3、由于普遍撒焊药，焊料消耗较大。在使用银焊料时，造成银的浪费。本专利技术工艺1、把贴花、撒药两道工序合为一道工序、节省工时。2、由于焊料仅在铜花丝部位，而在素面上无焊料，钎焊后可保持素面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜基膏状焊料，其特征在于这种铜基膏状焊料的组成为：（１）铜基钎料粉末，粒度１００～４００目、钎焊温度８００～９５０℃，在膏中比例为６０～８５Ｗｔ．％，它的具体成份为（Ｗｔ．％）：Ｃｎ５３－６８，Ｚｎ１５－３０，Ｓｎ１５－１６，Ｐ０．０５－３．０，Ｎ１０．０５－０．５。钎剂：Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］，Ｎａ↓［２］Ｂ↓［４］Ｏ↓［７］，ＫＦ，ＫＢＦ↓［４］中至少一种，在膏中总的比铜为５－１６Ｗｔ．％。（３）粘结剂：丙烯酸树脂，在膏中比例为０．５－５．０Ｗｔ．％。（４）有机溶剂：异戊酯，松节油，松油酵、无水乙醇中至少二种，在膏中总比例为８－２５Ｗｔ．％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽光，杨德永，林倩云，
申请(专利权)人：中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]