專利名稱：低溫硬釬焊的含助熔劑的硬釬焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及硬釬焊料，其用于硬釬焊種類彼此相同或者不同的金屬構(gòu)件，更特別涉及改進的適于低溫硬釬焊的含助熔劑的硬釬焊料，所述的硬釬焊料通過使鋅基合金粉末和氟化銫基助熔劑的混合粉末鑄模成為預(yù)定形狀，或者使混合粉末成為漿糊，可實現(xiàn)簡化的硬釬焊工藝和低溫硬釬焊工藝。
背景技術(shù)：
硬釬焊法是利用具有比目標金屬更低的熔點的焊料，接合相同或者不同的金屬構(gòu)件的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于各種各樣的領(lǐng)域，從貴金屬的接合，比如金和銀，到汽車、致冷器和熱交換器的管道的接合。
在常規(guī)的硬釬焊工藝中，在液態(tài)熔劑施加到待硬釬焊的目標金屬構(gòu)件的目標部分上之后，將硬釬焊料置于施加在目標金屬構(gòu)件上的助熔劑上，并加熱以使硬釬焊料熔化，以填充目標金屬構(gòu)件的目標部分之間的間隙并在間隙中固化，同時除去在金屬構(gòu)件表面上形成的氧化物，因此實現(xiàn)目標金屬構(gòu)件的硬釬焊。
然而，常規(guī)的硬釬焊法的缺點在于，由于是在將助熔劑施加到目標部分上之后通過加熱而熔化所述的硬釬焊料，同時位于施加在目標金屬構(gòu)件的目標部分上的助熔劑上，從而工藝復(fù)雜并且難以在目標金屬構(gòu)件所需的部分施加適量的助熔劑，因為先前施加在目標金屬構(gòu)件目標部分的液態(tài)助熔劑會從目標金屬構(gòu)件的表面上向下流。
為避免以上包括助熔劑的施加的缺點，本發(fā)明的申請人已經(jīng)開發(fā)出來，并公開在韓國專利申請297609中提到一種包含助熔劑的硬釬料，所述硬釬料通過將硬釬料和助熔劑的混合物模塑成為預(yù)定的形狀而得到。在該專利中，將氯化物或者氟化物基的助熔劑粉末與鋁合金粉末均勻混合，所述混合物被填充到鑄模容器中，粉末鍛壓以形成圓柱的鑄坯，并在預(yù)先被加熱到約500℃之后，將所述鑄坯擠壓成為預(yù)定形狀，比如管或者線材，因此而得到助熔劑結(jié)合的硬釬料。
在使用3-D形狀模制的結(jié)合助熔劑的硬釬料來硬釬焊金屬構(gòu)件的情況下，由于在將所述硬釬料(所述的硬釬料成形為與所述金屬構(gòu)件的目標部件的形狀相對應(yīng)的形狀)置于目標部件上時，僅僅通過加熱該硬釬料使其熔融，即可實現(xiàn)金屬構(gòu)件的硬釬焊，則就避免了常規(guī)的利用助熔劑施加的硬釬焊工藝的缺點。
同時，硬釬焊溫度被認為是影響硬釬焊工藝的經(jīng)濟效率的因素之一。關(guān)于這一點，因為要維持高的加熱溫度，較高的硬釬焊溫度就不可避免地帶來較高的硬釬焊成本，并由于將金屬構(gòu)件暴露于高溫環(huán)境下，從而導(dǎo)致金屬構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的較差物理性質(zhì)。因此，仍存在對開發(fā)低溫熔化的硬釬料的需求。
然而，在上述專利的結(jié)合助熔劑的硬釬料的情況下，由于構(gòu)成該硬釬料的鋁合金和助熔劑粉末具有相對高的熔點，其分別為約600℃和550℃，在硬釬焊工藝中需要保持加熱溫度為約600℃或者更高，從而不能保證足夠的經(jīng)濟效率。
此外，公開號為2001-138038的日本公開專利描述了改進從而使其在500-550℃溫度下，即比常規(guī)硬釬焊溫度低的溫度下硬釬焊的硬釬料，所述硬焊料包括Zn-Al合金或者Al-Si-Zn合金，其與CsF基助熔劑一起使用。
也就是說在上述日本專利中，所述硬釬料包含主要由Zn(熔點419.6℃)組成的Zn-Al合金或者Zn-Al-Si合金，其中Zn是一種低熔點金屬，從而具有相對低的熔點--450-550℃，并與硬釬料一起使用具有450-550℃的低熔點的CsF基助熔劑(例如，CsF-AlF3)，因此使得實現(xiàn)低溫硬釬焊是可能的。
然而，盡管該日本專利的硬釬料可以在低溫下進行硬釬焊，但由于在Zn-Al合金或者Zn-Al-Si合金的鑄型后，通過擠壓鑄型合金成為線材而制備的硬釬料不包括任何助熔劑，因此硬釬焊仍是根據(jù)常規(guī)的硬釬焊工藝進行的，其中在將液態(tài)助熔劑施加在金屬構(gòu)件表面上之后，將所述金屬硬釬料置于在施加了助熔劑的金屬構(gòu)件上，然后加熱。因此，上述日本專利仍存在如前述的常規(guī)硬釬焊法的施加助熔劑的缺點。
本發(fā)明的公開因而本發(fā)明考慮到了現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供改進的適于低溫硬釬焊的、含助熔劑的硬釬焊料，其有助于簡化硬釬焊工藝，因為其將硬釬焊使用的金屬粉末和助熔劑粉末混合，并通過機械模制工藝使其彼此結(jié)合，從而在實現(xiàn)所述的硬釬焊法的同時，省去了助熔劑的施加步驟，并通過適當控制助熔劑粉末的量而有利于改進硬釬焊的質(zhì)量。另外，所述含助熔劑的硬釬焊料通過使硬釬焊料的熔點降低到比常規(guī)硬釬料熔點低的溫度，可以改善硬釬焊工藝的實用性，可用于硬釬焊不同種類的金屬以及同類的金屬。
附圖簡述通過以下詳細說明并結(jié)合附圖，可以更清楚地理解本發(fā)明上述及其他目的，特征及其他優(yōu)點，其中

圖1a-1d說明本發(fā)明的環(huán)狀硬釬焊料的制造；圖2說明使用圖1的環(huán)狀硬釬焊料的管的硬釬焊方法；圖3說明使用本發(fā)明線材狀硬釬焊料的管的硬釬焊方法；圖4說明使用本發(fā)明糊型硬釬焊料的條鋼的硬釬焊方法；圖5說明使用本發(fā)明糊型硬釬焊料的電動機轉(zhuǎn)子的主體，鋁法蘭和鋼軸的硬釬焊方法；
圖6說明使用本發(fā)明糊型硬釬焊料的電接觸點彈簧材料和銅的硬釬焊方法；圖7說明使用本發(fā)明糊型硬釬焊料的鋼軸的硬釬焊方法；和圖8說明使用本發(fā)明糊型硬釬焊料形成鋁齒輪的邊緣部分。
本發(fā)明最佳實施方式基于本發(fā)明，通過以下方法實現(xiàn)上述目的提供改進適于低溫硬釬焊的含助熔劑的硬釬焊料，所述焊料通過機械加工混合粉末而模鑄成3-D形狀，所述粉末包括100重量份的Zn合金粉末和10-40重量份的氟化銫基助熔劑粉末，所述的Zn合金粉末包含10-40wt％的Al或者Al+Si，和余量的Zn。
術(shù)語“重量份”是指以重量單位表示的組成的混合比例，所述混合粉末基于100g的合金粉末，包括10-40g的助熔劑粉末。
由于合金粉末，舉例來說如Zn+Al二元合金，或者Zn+Al+Si三元合金，主要由低熔點的Zn組成，在使用含助熔劑的硬釬焊料時可降低硬釬焊溫度，加入到Zn中的Al或者Al+Si起到改善所述硬釬焊料的物理性質(zhì)的作用，比如強度和延伸率，這些物理性質(zhì)不能通過Zn實現(xiàn)。
此時，加入到Zn中的Al或者Al合金的量優(yōu)選為10-40wt％。在這種情況下，當Al或者Al合金的量小于10wt％時，所述硬釬焊料的強度和延伸率顯著降低，當Al或者Al合金的量大于40wt％時，硬釬焊溫度不希望地增加至超過預(yù)先確定的水平。
具有如上所述組成的合金粉末的熔點為450-500℃。
另外，可以使用Zn+Al+Ag合金代替Zn+Al+Si合金，以進一步改善硬釬焊部分的硬釬焊強度，可以使用Zn+Al+Cu，Zn+Al+Ni，或者Zn+Al+Mn合金來改善所述硬釬焊部分的耐腐蝕性，可以使用Zn+Al+Sn合金降低熔點。
進一步，優(yōu)選所述合金粉末的粒子尺寸為30目(550μm)或更小，但大于所述助熔劑粉末的粒子尺寸，因為當所述合金粉末的粒子尺寸相對大于所述助熔劑粉末的粒子尺寸時，在擠壓工藝之后的第二工藝中，比如沖壓，捶打或者彎曲工藝期間不會發(fā)生破裂，且容易進行燒結(jié)過程。
因此，優(yōu)選使用包括粗粒子的合金粉末。然而，由于必須要調(diào)節(jié)所述合金粉末的粒子尺寸以使得所述助熔劑粉末的均勻分散不受影響，所述合金粉末的粒子尺寸優(yōu)選為30目或更小。
此時，優(yōu)選所述合金粉末的粒度分布要足夠?qū)?，以改善在生產(chǎn)鑄坯過程中的壓緊(pack)特性和擠出密度。
同時，本發(fā)明基于氟化銫(CsF)且熔點為440-500℃的、包含助熔劑的硬釬焊料可例舉說明如，CsAlF4，CsAlF4和10wt％或更少的LiF或者KAlF4的混合物。在這種情況下，當LiF或者KAlF4的量大于10wt％時，助熔劑的熔點不希望地增大。
CsAlF4的熔點為330-490℃，取決于CsF和AlF3的含量比例，優(yōu)選所述助熔劑粉末的粒子大小為100-200目。
也就是說，需要助熔劑粉末的粒子大小相對小于硬釬焊料粉末的粒子大小，因為當所述合金和助熔劑粉末的混合粉末被擠出成為具有預(yù)定形狀的壓縮粉末體時，所述壓縮粉末體直到組成該壓縮粉末體的金屬微粒被拉長至彼此結(jié)合時，才具有所需的強度。
如果所述合金粉末的粒子尺寸類似于所述助熔劑粉末的粒子尺寸，并且該合金粉末和助熔劑粉末之間的粒子尺寸差異不大，由于該合金粉末粒子的表面積增加，從而就會不可避免地產(chǎn)生氧化物的增加。關(guān)于這一點，所述氧化物的增加會降低所述擠出工藝的可加工性，從而妨礙擠壓工藝，并且所述氧化物會成為擠出線材的斷裂點，因為在擠出工藝期間破壞的氧化物存在于擠出線材中。
基于100重量份的合金粉末，構(gòu)成本發(fā)明的硬釬焊料的助熔劑粉末的量優(yōu)選為10-40重量份。在這種情況下，當所述助熔劑粉末的量小于10wt％時，硬釬焊工藝中所述硬釬焊料的流動性降低，并從而所述硬釬焊料不能在目標構(gòu)件之間充分流動進入間隙，當所述助熔劑粉末的量大于40wt％時，所述硬釬焊料的流動性顯著增加，并從而所述硬釬焊料會流出目標構(gòu)件之間的間隙并從所述目標構(gòu)件流下來，導(dǎo)致目標構(gòu)件的差的硬釬焊。
同時，在本發(fā)明中，可以將液體粘結(jié)劑加入到所述合金和助熔劑粉末中以形成糊劑，從而代替通過將所述合金和助熔劑粉末的混合粉末擠出形成為具有預(yù)定形狀的擠壓體。在這種情況下，糊型硬釬焊料包括100重量份的Zn合金粉末，所述Zn合金粉末包含10-40wt％的Al或者Al+Si，和余量的Zn；10-40重量份的氟化銫基助熔劑粉末；和10-30重量份的液體有機粘結(jié)劑。此時，所述有機粘結(jié)劑包括作為粘結(jié)劑的熱塑性樹脂和用于溶解所述樹脂的溶劑，彼此以1/1-1/100的重量比混合。
在糊型硬釬焊料中，所述合金和助熔劑粉末的物理性質(zhì)，比如組成和粒子尺寸與具有預(yù)定形狀的擠出粉末體的情況相同，但是優(yōu)選所述糊型硬釬焊料的合金粉末粒子尺寸小于具有3-D形狀的硬釬焊料的粒子尺寸，而且其平均粒度為100-200目。當所述合金粉末的平均粒度大于200目時，所述糊型硬釬焊料變得粗糙，并從而難以將所述糊型硬釬焊料施加在目標構(gòu)件上，當所述合金粉末的平均粒度小于100目時，所述合金粉末的粒子表面積增加，導(dǎo)致硬釬焊工藝中產(chǎn)生硬釬焊料的氧化。
同時，加入到本發(fā)明糊型硬釬焊料中的液體有機粘結(jié)劑的例子可以包括熱塑性樹脂，比如聚丙烯酸丁基，在燃燒之后僅僅留下很少的殘余物，在使用聚丙烯酸丁基作為粘結(jié)劑的情況下，優(yōu)選使用低級脂族醇，比如甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，異丁醇，異丙醇作為溶劑。
可以根據(jù)以下各種方法將所述的合金粉末與所述的助熔劑粉末混合1.一種方法包括在使液態(tài)助熔劑轉(zhuǎn)化為固態(tài)助熔劑的過程中，將硬釬焊使用的合金粉末加入到助熔劑中，并干燥所述得到的混合物。
2.一種方法包括混合助熔劑和驟冷用冷卻液，并利用霧化器霧化硬釬焊用的合金粉末，同時使得到的液體混合物與霧化的合金粉末碰撞，從而在冷卻所述合金粉末的同時，將助熔劑施加在霧化的合金粉末的表面。
3.一種方法包括簡單地將固體助熔劑粉末和硬釬焊用的合金粉末混合，其粒子尺寸為幾百微米。
4.一種方法包括預(yù)先將硬釬焊使用的合金粉末成形為多孔體，將所述多孔體浸漬到液態(tài)助熔劑中或者將所述液態(tài)助熔劑施加到所述多孔體的表面上，使所述多孔體在毛細管作用下吸收液態(tài)助熔劑，干燥得到的多孔體，并粉碎干燥的多孔體?？梢愿鶕?jù)本領(lǐng)域已知的各種其它方法代替上述方法而進行本發(fā)明所述合金和助熔劑粉末的混合。
硬釬焊使用的合金粉末和助熔劑粉末的混合粉末在鑄模容器中經(jīng)受粉末鍛造工藝處理，以形成具有圓柱形等形狀的鑄坯。
根據(jù)不同應(yīng)用，在它們初步加熱到約200-250℃之后，由混合粉末組成的鑄坯在300-350℃的溫度范圍被擠出成為3-D體，比如線材，管，圓棒和條鋼，(盡管)根據(jù)擠出機特性和生產(chǎn)條件，所述溫度范圍可以略有改變。
同時，在本發(fā)明糊型硬釬焊料的情況下，硬釬焊使用的合金粉末，助熔劑粉末和有機粘結(jié)劑的混合物不經(jīng)受粉末鍛造和擠出成形工藝處理，不形成3-D體，而是以漿料狀態(tài)存在。
已經(jīng)對本發(fā)明進行了一般的描述，參考實施例可以進一步理解本發(fā)明，除另作說明外，本發(fā)明提供的實施例僅僅用于舉例說明的目的，并非意欲限制本發(fā)明。
實施例1使用霧化器由Zn-Al合金制備粒子尺寸為30目或更小的合金粉末，所述合金由78wt％的Zn和22wt％的Al組成，將13重量份的氟化銫基助熔劑、CsAlF4加入到100重量份的合金粉末中，從而制備包括該合金和助熔劑粉末彼此均勻混合的混合粉末(圖1a)。
在此，所述合金和助熔劑粉末的熔點分別為480℃和450℃。
隨后，將包含所述合金和助熔劑粉末的混合粉末裝入到圓柱形鑄模容器中，并經(jīng)受粉末鍛造工藝處理以形成具有85毫米直徑和300毫米長的鑄坯，如圖1b中所示。其后利用形成管的擠出機，將所述在約200℃初步加熱的鑄坯擠壓成為具有8.2毫米內(nèi)徑和11.2毫米外徑的管，如圖1c所示。在這種情況下，由于擠出鑄坯的溫度高于合金粉末再結(jié)晶的溫度，所以所述合金和助熔劑粉末在熱擠壓工藝期間是半熔化的，會引起合金粉末的變形。因此，構(gòu)成所述合金粉末的粒子彼此結(jié)合，從而可以使擠出的硬釬焊料具有預(yù)定的強度。
然后將所述的管切割為多個寬度為1.5毫米、具有相同的形狀和尺寸的環(huán)狀硬釬焊料，如圖1d所示。
實施例2如圖2所示，利用實施例1的硬釬焊料，硬釬焊不同的金屬管，即鋁和銅管1，2。在這種情況下，所述銅和鋁管1，2具有相同的外徑和厚度，并各自的內(nèi)徑為8毫米，厚度為0.8毫米。
所述銅管1在其端部膨脹，使得銅管1的膨脹部分的長度為9毫米，并作為插口1a以使所述鋁管2可被塞入到所述銅管1中。
在所述鋁管2被塞入所述銅管1其端部的插口1a，同時將實施例1的環(huán)形硬釬焊料(B)安裝在鋁管2端部周圍之后，將所述鋁管2和銅管1置于電爐中，同時鋁管2被塞入到銅管1的插口1a中，在520℃加熱5分鐘。在這時，將氮氣以2m3/min的流速注入所述電爐中。
將得到的構(gòu)件從電爐中取出，并在室溫下冷卻，通過肉眼觀察所述銅和鋁管1，2的冷卻硬釬焊部分。通過觀察發(fā)現(xiàn)，所述硬釬焊料固結(jié)的同時，完全填充了所述銅管1的插口內(nèi)表面和所述鋁管2外表面之間的間隙。
對得到的管進行壓力試驗，發(fā)現(xiàn)盡管與所述硬釬焊部分間隔的鋁管的一部分發(fā)生了破裂，所述硬釬焊部分完全可以承受140千克力/cm2的內(nèi)壓。在拉伸試驗情況下，直到與所述硬釬焊部分間隔的所述鋁管另外的部分發(fā)生破裂時，所述硬釬焊部分才發(fā)生破裂。因此，當使用本發(fā)明的硬釬焊料將所述鋁管與所述銅管硬釬焊時，所述硬釬焊部分與所述銅和鋁管相比具有優(yōu)異的強度，并具有優(yōu)異的硬釬焊質(zhì)量。
實施例3進行與實施例1相同的步驟制備具有與實施例1相同組成的硬釬焊料，不同之處在于使用包含彼此混合的CsAlF4和少量的LiF的助熔劑，以改善助熔劑的效果，且CsAlF4和LiF的重量比為10∶1。
包含于所述助熔劑中的Li的作用在于，在硬釬焊工藝期間改善硬釬焊料的鋪展性，以防止硬釬焊部分被氧化，以從金屬中除去氧和硫，并從而改善導(dǎo)熱性。
根據(jù)與實施例2相同的步驟進行管的硬釬焊，根據(jù)與實施例2相同的方式對得到的管的硬釬焊部分進行壓力和拉伸試驗，得到如實施例2一樣的希望的結(jié)果。
實施例4進行與實施例1相同的步驟，制備與實施例1具有相同組成的硬釬焊料，不同之處在于使用包含彼此混合的CsAlF4和少量的LiF的助熔劑，以改善助熔劑的效果，且CsAlF4和LiF的重量比為10∶1。
根據(jù)與實施例2相同的步驟進行管的硬釬焊，不同之處是將電爐的溫度設(shè)定到550℃保持8分鐘，根據(jù)與實施例2相同的方法對得到的管的硬釬焊部分進行壓力和拉伸試驗，得到類似于實施例2的希望的結(jié)果。
實施例5這樣生產(chǎn)與實施例1具有相同組成的硬釬焊料，即，使混合粉末在機械加工過程中形成直徑為3毫米的、與實施例1的環(huán)形硬釬焊料不同的線材。在使線材狀硬釬焊料(B′)的端部與銅管1和鋁管2的接頭如圖3所示接觸的同時，利用大氣下的氣焊焊槍代替電爐進行接頭加熱，以完成所述硬釬焊。用與實施例2相同的方法對得到的管的硬釬焊部分進行壓力和拉伸試驗，得到類似實施例2的希望的結(jié)果。
實施例6使用具有與實施例1相同的組成的硬釬焊料，重復(fù)實施例2的步驟以完成硬釬焊，不同之處在于合金粉末包含以75∶18∶7的重量比彼此混合的Zn，Al和Si。
此時，所述合金粉末的熔點為492℃，用與實施例2相同的方法對得到的管的硬釬焊部分進行硬釬焊試驗，得到類似于實施例2的希望的結(jié)果。
實施例7重復(fù)實施例6的步驟，不同之處在于使用不銹鋼管替代銅管。在這種情況下，硬釬焊部分的物理性質(zhì)與實施例6的情況一樣。
實施例8使用霧化器制備粒子大小為30目或更小的合金粉末，所述的合金粉末包括重量百分比為80∶19∶1的Zn，Al和Ag，將15重量份的氟化銫基助熔劑，CsAlF4，加入到100重量份的合金粉末中制備混合粉末，所述的混合粉末包括彼此均勻混合的所述合金和助熔劑粉末(圖1a)。
在此，所述合金和助熔劑粉末的熔點分別為460℃和450℃。
在將所述包含合金和助熔劑粉末的混合粉末裝入到圓柱鑄模容器中，并經(jīng)受粉末鍛造工藝處理以形成如圖1b所示的，直徑為85毫米，長150毫米的鑄坯之后，使用熱擠出機將所述在大約200℃初步加熱的鑄坯擠壓為直徑為1.6毫米的線材。
在大約300℃，使用環(huán)形成形機將所述線材形成內(nèi)徑為8毫米的環(huán)狀硬釬焊料，并利用環(huán)型硬釬焊料硬釬焊實施例2的所述鋁和銅管，同時將實施例2的電爐溫度降低至500℃，并加熱5分鐘。用與實施例2相同的方法對得到的管的硬釬焊部分進行壓力和拉伸試驗，得到類似于實施例2的希望的結(jié)果。
實施例9進行與實施例8相同的步驟，制備與實施例8具有相同組成的硬釬焊料，不同之處在于所述硬釬焊料的內(nèi)徑減少為6.7毫米。
最近，在大約620℃下，利用鋁包覆材料進行應(yīng)用于汽車熱交換器中的商業(yè)(commercial)冷凝器的硬釬焊，在初次硬釬焊之后，在500℃或更低的溫度下，鋁基構(gòu)件與管(Al-Mn基)進行再次硬釬焊。關(guān)于此，改善硬釬焊料的要求與日俱增，因為常規(guī)焊料存在助熔劑腐蝕和硬釬焊強度低的缺點。
將環(huán)狀硬釬焊料置于冷凝器上，所述冷凝器應(yīng)用于汽車的熱交換器中，并首先進行硬釬焊，使用氣焊焊槍加熱，在480-500℃保持3-5分鐘，并用空氣冷卻。進行冷凝器的壓力試驗，發(fā)現(xiàn)與硬釬焊部分間隔的管之間的接頭發(fā)生破裂，但是使用本發(fā)明硬釬焊料硬釬焊的冷凝器的硬釬焊部分比初次硬釬焊的冷凝器部分具有更高的強度、光滑的表面和優(yōu)異的硬釬焊質(zhì)量。
實施例10使用霧化器制備合金粉末，所述合金粉末包含以78∶22(重量比)的混合比例彼此混合的Zn和Al。在此，合金粉末的平均粒度和熔點分別為150目和480℃。將CsAlF4作為氟化銫基助熔劑，和聚丙烯酸丁基液體(聚丙烯酸丁基∶甲醇重量比為1∶10)作為粘結(jié)劑加入到所述合金粉末中，以制備糊型硬釬焊料。此時，所述合金粉末，所述助熔劑和所述粘結(jié)劑以70∶18∶12的重量比彼此混合。
如圖4所示，將2g糊型硬釬焊料(B″)施加到尺寸為10毫米(寬度)×50毫米(長度)×3毫米(厚度)的銅板3上，并將具有“U”型斷面和尺寸為8毫米(基準平面)×10毫米(高度)×0.8毫米(厚度)×40毫米(長度)的鋁條4放在得到的銅版3上。使用電爐在550℃加熱得到的構(gòu)件10分鐘，然后在室溫下冷卻。此時，將氮氣以2m3/分鐘的流速注入所述電爐中。
在如上所述完成銅板3和鋁條4的硬釬焊之后，所述硬釬焊料在該銅板3和鋁條4的底板之間固結(jié)。在這種情況下，當利用一雙鉗子使所述銅版3和所述鋁條4彼此分離時，所述銅板3和所述鋁條4的硬釬焊部分沒有破裂，但是底部構(gòu)件(鋁條)的一部分破裂。因此，硬釬焊部分對所述目標構(gòu)件具有優(yōu)異的強度和優(yōu)異的硬釬焊質(zhì)量。
實施例11利用包含彼此混合的CsAlF4和少量LiF的助熔劑來改善所述助熔劑的效果，CsAlF4與LiF的重量比為10∶1。
此外，硬釬焊料的組成和制造方法和硬釬焊法與實施例10相同。對硬釬焊部分進行破壞試驗，結(jié)果與實施例10的情況下相同。
實施例12如圖5所示，根據(jù)如實施例8相同的方法，使用實施例10的硬釬焊料硬釬焊電動機轉(zhuǎn)子主體5，鋁法蘭6和鋼軸7，得到優(yōu)異的硬釬焊強度。在這種情況下，降低了電動機轉(zhuǎn)子重量，且硬釬焊部分的外觀出色。
實施例13如圖6所示，根據(jù)如實施例8相同的方法，使用實施例10的硬釬焊料，硬釬焊電接觸點的彈簧材料8和主體9，得到優(yōu)異的硬釬焊特性，并且因為硬釬焊在低溫下進行，所以原樣保持了用于電接觸點的彈簧材料的固有物理性質(zhì)。
實施例14如圖7所示，根據(jù)與實施例5相同的方法，使用實施例5的線材狀硬釬焊料硬釬焊鋼軸10，以使其部分磨損的部分和裝配部分增厚，得到優(yōu)異的硬釬焊特性，因為所述硬釬焊在低溫下進行，所述鋼軸10在沒有扭曲的情況下可以再利用。
實施例15
如圖8所示，根據(jù)與實施例5相同的方法，使用實施例5的線材狀硬釬焊料硬釬焊鋁齒輪11，以使其邊緣部分11增厚，得到優(yōu)異的硬釬焊特性。在此，所述鋁齒輪11可以通過簡單工藝再利用。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明提供了一種含助熔劑的硬釬焊料，由于在硬釬焊工藝中省略了助熔劑的施加步驟，從而有助于簡化硬釬焊法，并通過適當控制助熔劑的量而改進了硬釬焊的質(zhì)量，同時因為其熔點比常規(guī)的硬釬焊料熔點低，其可以降低硬釬焊法需要的能量成本和硬釬焊的時間。
此外，本發(fā)明的含助熔劑的硬釬焊料的優(yōu)點在于，它可以用于相同種類金屬的硬釬焊，例如銅和銅或者鋁和鋁的硬釬焊，同樣可以應(yīng)用于不同種類金屬的硬釬焊，例如，硬釬焊銅和鋁，銅和不銹鋼，或者鋁和不銹鋼。
已經(jīng)說明描述了本發(fā)明，應(yīng)理解所用術(shù)語意為說明而非限制的性質(zhì)。根據(jù)以上教導(dǎo)，本發(fā)明可以有許多改變和變化。因此，應(yīng)理解除特別說明外，本發(fā)明可在所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)實施。
權(quán)利要求
1.一種改進適于低溫硬釬焊的含助熔劑的硬釬焊料，其用于硬釬焊種類彼此相同或者不同的金屬構(gòu)件，包括100重量份的Zn合金粉末，包括10-40wt％的Al，Al+Si，Al+Ag，Al+Cu，Al+Ni，Al+Mn，或者Al+Sn；和余量的Zn；和10-40重量份的氟化銫基助熔劑粉末。
2.如權(quán)利要求1所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述合金粉末的粒子尺寸為30目(550μm)或更小，且所述助熔劑粉末具有比該合金粉末更小的粒子尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述助熔劑粉末包括CsAlF4。
4.如權(quán)利要求1所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述的合金和助熔劑粉末彼此混合，然后加工成為三維的形狀。
5.如權(quán)利要求4所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述三維的形狀選自圓棒，扁材，管，線材和環(huán)的任一種。
6.如權(quán)利要求1所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述助熔劑粉末包括彼此混合的90wt％或更多的CsAlF4、和10wt％或更少的LiF或者KAlF4。
7.一種改進適于低溫硬釬焊的含助熔劑的硬釬焊料，其用于硬釬焊種類彼此相同或者不同的金屬構(gòu)件，包括100重量份的Zn合金粉末，包括10-40wt％的Al，Al+Si，Al+Ag，Al+Cu，Al+Ni，Al+Mn，或者Al+Sn；和余量的Zn；10-40重量份的氟化銫基助熔劑粉末，和10-30重量份的液體有機粘結(jié)劑。
8.如權(quán)利要求7所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述液體有機粘結(jié)劑包括粘結(jié)劑組份和溶解所述粘結(jié)劑組份的溶劑，彼此以1/1-1-1/100的重量比混合。
9.如權(quán)利要求8所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述粘結(jié)劑組份包括熱塑性樹脂。
10.如權(quán)利要求7所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述合金粉末的粒子大小為30目或更小，所述助熔劑粉末的粒子大小為100-200目。
11.如權(quán)利要求7所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述助熔劑粉末包括CsAlF4。
12.如權(quán)利要求7所述的含助熔劑的硬釬焊料，其中所述助熔劑粉末包括彼此混合的90wt％或更多的CsAlF4，和10wt％或更少的LiF或者KAlF4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含助熔劑的硬釬焊料，其用于在低溫下硬釬焊種類彼此相同或者不同的金屬構(gòu)件。所述含助熔劑的硬釬焊料包括Zn合金粉末和基于所述Zn合金粉末計10－40wt％的氟化銫基助熔劑粉末組成的混合粉末，所述的Zn合金粉末包含10－40wt％的Al或者Al和Si和余量的Zn。所述混合粉末經(jīng)受粉末鍛造和擠出工藝處理以形成三維焊劑。所述含助熔劑的硬釬焊料的優(yōu)點在于，所述Zn合金和助熔劑粉末彼此混合并機械加工形成三維焊劑，由于在硬釬焊工藝中省略了助熔劑的涂覆過程，從而簡化了硬釬焊工藝。因為在所述硬釬焊料中適當控制了助熔劑含量，從而改善了硬釬焊的質(zhì)量。
文檔編號B23K35/28GK1968774SQ200480043354
公開日2007年5月23日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者金明鎮(zhèn) 申請人:株式會社鮮光Ampa