專利名稱：：用于釬焊鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種適于釬焊含鎂鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
：一直以來，在鋁基材料的釬焊中使用較鋁基材料的熔點(diǎn)略低的鋁-硅(Al-Si)共晶合金作為釬料。為了使該釬料和鋁基材料良好地接合，必需除去鋁基材料表面上形成的氧化膜，于是使用氟化物類助焊劑來除去該氧化膜。其中，包括氟化鉀(KF)-氟化鋁(A1F。類絡(luò)合物(氟鋁酸鉀)的非腐蝕性助焊劑，其具有以下各種優(yōu)異的性能可以直接涂布或散布在鋁基材料表面，可以在氮?dú)夥諣t內(nèi)進(jìn)行連續(xù)處理，釬焊后助焊劑薄膜穩(wěn)定，不必除去涂布或散布的助焊劑粉末，而且成本低且高品質(zhì)等，因此應(yīng)用最為廣泛。該KF-AlFs類助焊劑在主要成分KA1F4熔融的狀態(tài)下和鋁基材料表面的氧化膜反應(yīng)，使活性鋁基材料和熔融的釬料接合。同時(shí)，研究使用強(qiáng)度和耐蝕性優(yōu)異的含鎂(Mg)鋁基材料，以便通過減小鋁構(gòu)件的厚度來減少材料使用量，從而在降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的輕量化。但是，上述KF-A1F3類助焊劑具有以下缺點(diǎn)在釬焊含鎂鋁基材料時(shí)未表現(xiàn)出充分的性能。具體而言，在釬焊Mg含量超過0.4%重量的鋁基材料時(shí)，如下式(l)所示，在釬焊中Mg和助焊劑反應(yīng)，消耗了助焊劑的主要成分KA1F4，生成、析出高熔點(diǎn)的KMgFs或A1F3。該KMgF3或A1F3使助焊劑層的熔點(diǎn)上升，使熔融時(shí)的流動性顯著降低。因此，熔融的助焊劑得不到充分的擴(kuò)展性，助焊劑的主要成分KA1F4因反應(yīng)而被消耗，所以不能充分除去鋁基材料表面的氧化膜。3Mg+3KA1F4—3KMgF3(s)丄+A1F3(XU+2A1丄(1)因此存在以下問題目前所使用的助焊劑，在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)，需要涂布約5倍量左右的^^千焊不含Mg的鋁基材料時(shí)的涂布量，否則就得不到充分的擴(kuò)展性，出現(xiàn)無法除去材料表面的氧化膜的問題。作為解決上述問題的對策，有人提出了一種助焊劑(例如參照專利文獻(xiàn)l),該助焊劑包括100%重量的含有以單體化合物表示為60~50%重量氟化鋁、40~500/。重量氟化鉀的氟鋁酸鉀或氟鋁酸鉀和氟化鋁的混合組合物；和相對于上述總量為515。/。重量的氟化鋁銨。利用該專利文獻(xiàn)1所示的助焊劑，可以釬焊Mg含量最大達(dá)到約2%重量的鋁基材料。有人還提出了另一種助焊劑(例如參照專利文獻(xiàn)2),該助焊劑包括由具有以單體化合物表示為氟化鋁/氟化銫的摩爾比相當(dāng)于67/3326/74的組成的氟鋁酸銫或氟鋁酸銫和氟化鋁的混合組合物。該專利文獻(xiàn)2所示的助焊劑可用于釬焊Mg含量為1%重量以下的鋁基材料。專利文獻(xiàn)l:日本特開昭60(1985)-184490號公報(bào)(權(quán)利要求1，和說明書3頁左上欄第15行~右上欄第2行)專利文獻(xiàn)2:日本特開昭61(1986)-162295號公報(bào)(權(quán)利要求)
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的課題但是，上述專利文獻(xiàn)1所示的助焊劑，其在釬焊過程中產(chǎn)生大量氟化銨(NH4F)的有害煙霧，從裝置的腐蝕、安全衛(wèi)生和公害方面考慮，存在嚴(yán)重問題。此外，上述專利文獻(xiàn)2所示的助焊劑，由于使用高價(jià)的銫為原料，因此對于一般的釬焊而言并不經(jīng)濟(jì)，故還未實(shí)際應(yīng)用。而且，上述含銫助焊劑中所包括的銫化合物具吸濕性，所以使用含銫助焊劑會產(chǎn)生腐蝕釬焊設(shè)備的問題。本發(fā)明的目的在于提供用于釬焊鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的制備方法，所述助焊劑粉末在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)具有良好的擴(kuò)展性、因非腐蝕性而安全性優(yōu)異、且因較廉價(jià)而經(jīng)濟(jì)上優(yōu)異，可以廣泛用于一般用途。解決問題的方法權(quán)利要求l的發(fā)明，是一種改良的助焊劑粉末，其含有KAHV!^A1F5和K2A1F5.H20，用于釬焊Mg含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料。其具特征性的構(gòu)成在于具有K7A1摩爾比為1.001.20范圍、F/A1摩爾比為3.804.10范圍的組成，J^AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量，佘量為KA1F4，部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求2的發(fā)明，是一種改良的助焊劑粉末，其舍有KA1F4、K2A1F5、K2A1F5'H20和K3A1F6,用于釬焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料。其具特征性的構(gòu)成在于具有K/A1摩爾比為1.00-1.20范圍、F/A1摩爾比為3.804.10范圍的組成，K2AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，K3A1F6的含量為5.0%重量以下，余量為KA1F4,部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求1或2的助焊劑4分末，由于部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)，因此在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)與現(xiàn)有的助焊劑粉末相比，熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性增加，因此可改善材料表面的氧化膜的除去能力；和使用現(xiàn)有的助焊劑粉末時(shí)相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的涂布量，可以進(jìn)行良好的釬焊。另外，本發(fā)明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優(yōu)異，且因較廉價(jià)而經(jīng)濟(jì)上優(yōu)異，可以廣泛用于一般用途。根據(jù)權(quán)利要求1或2的權(quán)利要求3的發(fā)明，其中助焊劑粉末在100。C下千燥至恒重時(shí)的體積電阻率為1x1095xlo"Q'cm。在權(quán)利要求3的發(fā)明中，可以證實(shí)當(dāng)粉末在IO(TC下千燥至恒重時(shí)的體積電阻率在1xio95xio11Q'cm范圍內(nèi)時(shí)，可以抑制K2A1F5'H20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。應(yīng)說明的是，體積電阻率超過上述范圍的助焊劑粉末，粉末中大部分K2A1F5'H20的化學(xué)組成已形成且結(jié)晶已長大，因此自K2A1F5'H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)無法得到良好的擴(kuò)展性。根據(jù)權(quán)利要求1或2的權(quán)利要求4的發(fā)明，其中對助焊劑粉末進(jìn)行X射線衍射分析時(shí)，來源于K2A1F5*H20的、位于44°45°之間的20的最大衍射峰強(qiáng)度為來源于KAJ^的最大峰強(qiáng)度的12%以下。在權(quán)利要求4的發(fā)明中，可以證實(shí)在對粉末進(jìn)行X射線衍射分析時(shí)，當(dāng)來源于K2A1F5'H20的、位于44°45°之間的29的最大衍射峰強(qiáng)度為來源于KA1F4的最大峰強(qiáng)度的12%以下時(shí)，可以抑制K2A1F5'H20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。應(yīng)說明的是，上迷峰強(qiáng)度超過上述范圍的助焊劑粉末，粉末中大部分K2AUVH20的化學(xué)組成已形成且結(jié)晶已長大，因此自K2A1F5'H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)無法得到良好的擴(kuò)展性。根據(jù)權(quán)利要求1或2的權(quán)利要求5的發(fā)明，其中當(dāng)對助焊劑粉末進(jìn)行差熱分析(DifferentialThermalAnalysis,以下稱作DTA分析)時(shí)，在55056(TC的溫度范圍檢測到的熔融峰高度高于在超過560°C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度。在權(quán)利要求5的發(fā)明中，可以證實(shí)在對粉末進(jìn)行DTA分析時(shí)，當(dāng)在55056(TC的溫度范圍檢測到的熔融峰高度高于在超過56(TC的溫度范圍^"測到的熔融峰高度時(shí)，可以抑制K2A1F5'H20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。應(yīng)說明的是，上述熔融峰高度低于在超過560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度的粉末，粉末中大部分K2A1F5'H20的化學(xué)組成已形成且結(jié)晶已長大，因此自K2A1F5*H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)無法得到良好的擴(kuò)展性。權(quán)利要求6的發(fā)明是用于釬焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料的助焊劑粉末的制備方法，其特征在于使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.00~1.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的范圍內(nèi)使用原料化合物，并且使該原料化合物在7010(TC的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)。在權(quán)利要求6的發(fā)明中，通過在上述條件下進(jìn)行制備，可得到助焊劑粉末，所述助焊劑粉末為部分或全部K2A1F5*H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。發(fā)明效果本發(fā)明的助焊劑粉末，抑制K2A1FI^0的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長，使部分或全部K2AHVHp的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)，所以在釬焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料時(shí)與現(xiàn)有的助焊劑粉末相比，熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性增加，可改善材料表面的氧化膜的除去能力，與使用現(xiàn)有的助焊劑粉末時(shí)相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的涂布量，可以得到良好的釬焊。此外，本發(fā)明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優(yōu)異，且因較廉價(jià)而經(jīng)濟(jì)上優(yōu)異，可以廣泛用于一般用途。本發(fā)明的助焊劑粉末的制備方法包括以下步驟使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物；調(diào)整原料化合物的比例，使K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.00~4.20的范圍；并且使該原料化合物在70100。C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)；從而得到部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。附圖簡述圖1是表示本發(fā)明的助焊劑粉末的制備方法的流程圖。圖2是表示樣品No.13的熱重量和差熱分析測定結(jié)果的圖。圖3是表示樣品No.20的熱重量和差熱分析測定結(jié)果的圖。圖4是表示樣品No.l~No.32的反應(yīng)溫度和擴(kuò)展性的關(guān)系的圖。圖5是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和F/A1摩爾比的關(guān)系的圖。圖6是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系的圖。圖7是表示樣品No.l~No.32的加熱減量和相對強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖8是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系的圖。圖9是表示樣品No.lNo.32的體積電阻率和擴(kuò)展性的關(guān)系的圖。圖10是表示樣品No.l~No.32的F/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系的圖。圖11是表示樣品No.lNo.32的F/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系的圖。實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，對用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說明。若在KP-A1F3類助焊劑粉末中除KA1F4以外還存在K2A1F5或K3A1F6,則在^iMg鋁基材料中發(fā)生由下式(2)和式(3)所示的反應(yīng)。3Mg+2KA1F4+K2A1F5—3KMgF"s;u+KA1F4+2A1丄(2)3Mg+2KA1F4+K3A1F6—3腿@3柳+K2A1F5+2A1丄……(3)通過上述反應(yīng)，可以抑制KA1F4的消耗，還可防止析出高熔點(diǎn)的A1F3。但是，以往所使用的KF-AlF3類助焊劑粉末通過圖l(a)圖l(c)和由下式(4)式(6)所示的濕式反應(yīng)來制備。Al(OH)3+■—HA1F4+3H20……(4)HA1F4+KOH—KA1F4...…(5)HA1F4+HF+2KOH—K2A1F5.H2(H+H20……(6)得到的反應(yīng)產(chǎn)物分別如圖1(d)~圖1(f)所示，經(jīng)過過濾洗滌工序后，經(jīng)過干燥助焊劑粉末的工序，并進(jìn)一步經(jīng)過控制粉末的粒度分布和《鼓粒形狀的工序而得到產(chǎn)品。另一方面，通過上述式(6)所示的濕式反應(yīng)，在得到的助焊劑粉末中存在K2AnVHp形態(tài)的結(jié)晶微粒。上述含結(jié)晶水的&2八15'1120在釬焊工序中產(chǎn)生水蒸氣，使鋁基材料表面的氧化膜增加。因此，助焊劑的流動性降低。本發(fā)明人等進(jìn)行了可以釬焊含Mg鋁基材料的助焊劑的開發(fā)，即在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)，能夠改善助悍劑熔融時(shí)的流動性，抑制在含Mg鋁基材料表面發(fā)生Mg和助焊劑的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)通過在K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.00~4.20的范圍內(nèi)使用原料化合物，并且使其在70100。C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)，以便控制由圖l(a)圖l(c)所示的制備方法和上述式(4卜式(6)的濕式反應(yīng)式得到的反應(yīng)產(chǎn)物中的組成，從而抑制成為助焊劑流動性降低的主要原因的K^AUVHp的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長，使K2AHVH;jO成為具有不充分的結(jié)晶和結(jié)晶缺陷的微粒，從而成為在低熔融溫度下熔融時(shí)擴(kuò)展性優(yōu)異的助焊劑粉末。已經(jīng)證實(shí)具有上述組成的助焊劑粉末，不僅熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性增加，改善材料表面的氧化膜的除去能力，而且抑制了在鋁基材料表面發(fā)生Mg和助焊劑的反應(yīng)，同時(shí)可以得到良好的釬焊性。本發(fā)明的助焊劑粉末為用于釬焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料的助焊劑粉末，特別適合用于Mg含量超過0.5。/。重量的鋁基材料。本發(fā)明的第1助焊劑4分末，其含有KA1F4、K^AlFs和K2A1F5'H20,所述粉末的特征在于具有K/A1摩爾比為1.00~1.20、F/A1摩爾比為3.804.10范圍的組成，K2A1F5和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，余量為KA1F4，部分或全部K2AUVH20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。通過使部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)，在釬焊含Mg鋁基材料中與現(xiàn)有的助焊劑粉末相比，熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性得到改善，還可改善材料表面的氧化膜的除去能力，與使用現(xiàn)有助焊劑粉末時(shí)的涂布量相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的涂布量，可以進(jìn)行良好的釬焊。另外，本發(fā)明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優(yōu)異，且因較廉價(jià)而經(jīng)濟(jì)上優(yōu)異，可以廣泛用于一般用途。在助焊劑粉末的組成中，K/A1摩爾比為1.001.20、F/A1摩爾比為3.80-4.10的范圍，特別優(yōu)選K/A1摩爾比為1.02~1.15、F/A1摩爾比為3.90-4.08的范圍。使助焊劑粉末中包含的KsAlF5和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量范圍內(nèi)的原因在于若上述總含量不足下限值，則在K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)中不會生成缺陷型晶體結(jié)構(gòu)，助焊劑粉末不能發(fā)揮流動性和擴(kuò)展性，所以不能對含Mg鋁基材料進(jìn)行良好的釬焊。若上述總含量超過上限值，則助焊劑粉末熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性降低，釬焊性惡化，同時(shí)在釬焊工序中帶入的H20成分增加，導(dǎo)致釬焊性的降低和釬焊設(shè)備的腐蝕，不適合應(yīng)用。其中，^A1F5和K2A1F5'H20的總含量特別優(yōu)選10~30%重量。本發(fā)明的第2助焊劑粉末，粉末中含有KA1F4、K2A1F5、K2A1F5'Hp和K3A1F6，其特征在于具有K/Al摩爾比為1.00~1.20、F/A1摩爾比為3.80~4.10的范圍的組成，；^A1F5和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，KsAlF6的含量為5.0%重量以下，余量為KA1F4,部分或全部K2A1F5'H20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的助焊劑粉末相比，通過減少K/AI摩爾比、F/A1摩爾比，可以使部分或全部K2A1F5'H2〇的晶體結(jié)構(gòu)成為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。助焊劑粉末的組成特別優(yōu)選K/A1摩爾比為1.02~L15、F/A1摩爾比為3.904.08的范圍。通過使組成在上述摩爾比范圍內(nèi)，^v而生成非常少的K3A1F6,使K3A1F6的含量為5.0%重量以下，進(jìn)行X射線衍射分析時(shí)未確認(rèn)到K3A1F6的特征峰(2e:21.0729.9°)。K3A1F6的含量優(yōu)選4.0%重量以下，特別優(yōu)選3.0%重量以下。使助焊劑粉末中包含的K^AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量范圍內(nèi)的原因在于若上述總含量不足下限值，則在K2A1F5*H20的晶體結(jié)構(gòu)中無法生成K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)，助焊劑粉末不能發(fā)揮流動性和擴(kuò)展性，所以不能對含Mg鋁基材料進(jìn)行良好的釬焊。若上述總含量超過上限值，則助焊劑粉末熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性降低，釬焊性惡化，同時(shí)在釬焊工序中帶入的H20成分增加，導(dǎo)致釬焊性降低和釬焊設(shè)備的腐蝕，不適于應(yīng)用。其中，K2A1F^。K2A1F5'H20的總含量特別優(yōu)選1030%重量?？梢宰C實(shí)本發(fā)明的助焊劑粉末，當(dāng)粉末在100。C下干燥至恒重時(shí)的體積電阻率(電阻)為lx109~5x1011Q'cm時(shí)，可以抑制K2AlFs'H20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。應(yīng)說明的是，象現(xiàn)有的助焊劑粉末那樣，粉末中所包含的K2A1F5'H2C^々化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成時(shí)，體積電阻率具有高如lx1012~5x1013Q'cm的電阻值。若助焊劑粉末的體積電阻率不足下限值，則帶電電荷不足，不能吸附在涂裝面上，難以進(jìn)行靜電涂裝?？梢宰C實(shí)本發(fā)明的助焊劑粉末，在對粉末進(jìn)行X射線衍射分析時(shí)，當(dāng)來源于K^A1IVH20的、位于44°45°之間的29的最大衍射峰強(qiáng)度為來源于KAH^的最大峰強(qiáng)度的12%以下時(shí)，可以抑制&2八15':^0的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。最大衍射峰強(qiáng)度特別優(yōu)選為來源于KA1F4的最大峰強(qiáng)度的39。/。。可以證實(shí)本發(fā)明的助焊劑粉末，在對粉末進(jìn)行DTA分析時(shí)，當(dāng)在550560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度高于在超過560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度時(shí)，可以抑制&2八圧5'1120的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。這樣，對于以往難以進(jìn)行釬焊的、通過涂布大量助焊劑才勉強(qiáng)進(jìn)行的Mg含量為0.11.0。/。重量的鋁基材料的釬焊，利用本發(fā)明的助焊劑粉末，可以將助焊劑的涂布量減少至和不含Mg的鋁基材料上的涂布量幾乎同量，且可以得到良好的釬焊性。應(yīng)說明的是，當(dāng)在靜電涂裝方法中使用本發(fā)明的助焊劑粉末時(shí)，通過調(diào)整助焊劑粉末的粒度，使粒徑為20拜以上的大微粒占40%重量以下、且粒徑為IOitim以下的小微粒占2040。/Q重量，可得到釬焊所需的充分的涂布量。其中，特別優(yōu)選將粒徑為20pm以上的大微粒的含量調(diào)整至30%重量以下、且粒徑為IO^im以下的小微粒的含量調(diào)整至24~36%重量的助焊劑粉末。若粒徑為IOpm以下的小微粒的含量超過上限值，則助焊劑粉末的流動性降低，靜電涂裝時(shí)在噴嘴、配管處發(fā)生吸附和堵塞，不適于干式涂布。本發(fā)明的助焊劑粉末的制備方法，是一種用于釬焊鎂含量為0.11.0。/。重量的鋁基材料的助焊劑粉末的制備方法，其特征在于使用氬氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.00~1.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的范圍內(nèi)使用原料化合物，并且使該原料化合物在70100。C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)。通過在上述條件下進(jìn)行制備，可得到部分或全部K2A1F^HP的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)的助焊劑粉末。本發(fā)明的助焊劑粉末的制備方法，按照圖1(a)圖l(c)所示的各工序進(jìn)行，對得到的反應(yīng)產(chǎn)物分別如圖l(d)圖l(f)所示，施行過濾洗滌工序，之后經(jīng)干燥助焊劑粉末的工序，并進(jìn)一步經(jīng)控制粉末的粒度分布和微粒形狀的工序而得到產(chǎn)品。若按F/A1摩爾比不足4.00的比例使用原料化合物，則進(jìn)行上述式(4)所示的反應(yīng)時(shí)，一部分氫氧化鋁作為氟鋁酸(HA1F4)而未溶解，以具有羥基的化合物的形式殘留。該殘留的具有羥基的化合物，即使進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)也不能除去羥基，因得到的助焊劑粉末中存在羥基，所以由于該殘留的羥基而引起釬焊性和擴(kuò)展性的惡化。當(dāng)按F/A1摩爾比超過4.20的比例或K/A1摩爾比超過1.20的比例使用原料化合物時(shí)，無法得到部分或全部K2AnVH20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)的助焊劑粉末，不適于釬焊含Mg鋁基材料。原料化合物特別優(yōu)選在K/A1摩爾比為1.021.15、F/A1摩爾比為4.05~4.15的范圍內(nèi)使用。使反應(yīng)溫度為7010(TC的原因在于若反應(yīng)溫度低于70°C，則K2A1F^pK2A1F5'H20的總含量超過40%重量；若反應(yīng)溫度超過100°C，則K2A1F5和K2A1F5*H20的總含量不足6%重量。反應(yīng)溫度特別優(yōu)選7595°C。應(yīng)說明的是，通過強(qiáng)化圖l(e)中的干燥助焊劑粉末的工序，可以自通過圖1(a)圖l(c)而得到的反應(yīng)產(chǎn)物中的K2A1F5'H20中除去結(jié)晶水，形成K2A1F5。由此，可以進(jìn)一步增加助焊劑粉末在熔融時(shí)的流動性和擴(kuò)展性，可以減少向釬焊工序中帶入水分，從而提高釬焊性。實(shí)施例下面，對本發(fā)明的實(shí)施例和比較例同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)說明。<實(shí)施例和比4交例>首先，使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，按照以下表1和表2所示的填料K/A1摩爾比以及填料F/A1摩爾比使用原料化合物，并且4吏其在以下表1和表2所示的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)，分別制備具有以下表1和表2所示組成比的助焊劑粉末樣品No.l~No.32。在所制備的助焊劑粉末樣品中，樣品No.l2No.24相當(dāng)于本發(fā)明的助焊劑粉末，樣品No.lNo.U、樣品No.25No.32為本發(fā)明的范圍以外的助焊劑粉末。求出制備的各助焊劑粉末樣品在500°C下加熱15分鐘后因K2A1F5'H20中結(jié)晶水的脫離而引起的減重(以下，在本說明書中將500。C下加熱15分鐘時(shí)的減重稱作加熱減量)。所得結(jié)果分別如表1和表2所示。應(yīng)說明的是，各助焊劑粉末樣品的加熱減量的測定方法如下。首先，測定鉑皿的皮重，將該重量作為A。然后，在鉑亞上精確量取IOg助焊劑粉末試樣。將此時(shí)的鉑皿和IOg助焊劑粉末試樣的重量記作B。隨后，用鋁箔覆蓋盛有試樣的鉑皿表面，在鋁箔表面開約20個(gè)約2mm大小的孑L。然后，將粕皿》丈入電熱爐內(nèi)，爐內(nèi)加熱至500士5。C，保持約15分鐘。加熱后將鉑皿和試樣一起從電熱爐中取出，保存在干燥器中，放冷至室溫。接著，稱量放冷的鉑皿和試樣的總重量。將該稱量的重量作為C。將如此測定的各重量值代入以下計(jì)算式中，計(jì)算助焊劑粉末試樣的加熱減量。加熱減量[。/。wt]=(B-C)x100/(B-A)如此得到的加熱減量，其源于助焊劑粉末中的K2AHVH20因加熱而失去結(jié)晶水，所以可通過以下計(jì)算式計(jì)算K^A1F5.H20的含量。K2AlFs.H20含量[o/owt]=加熱減量[o/owt]x218.2/18.0上述計(jì)算式中，218.2表示K2AUVH20的分子量，18.0表示1120的分子量。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>將制備的各樣品在100°c下干燥至恒重，求出干燥樣品的體積電阻率(電阻)。當(dāng)助焊劑粉末的體積電阻率(電阻)在lx1095x10"f2'cm范圍內(nèi)時(shí)，表示粉末中1(:2八圧5'1120的化學(xué)組成和結(jié)晶未充分形成和生長；而若體積電阻率超過上述范圍，則表示K2A1IVH20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。對各樣品進(jìn)行X射線衍射分析，作為相對強(qiáng)度將來源于KA1F4的28.9。的峰強(qiáng)度作為100，求出來源于K2AlFs'H20的44.5。的峰強(qiáng)度。當(dāng)助焊劑粉末的相對強(qiáng)度為12%以下時(shí)，表示粉末中K2A1FHP的化學(xué)組成和結(jié)晶未充分形成和生長；而若相對強(qiáng)度超過上述范圍，則表示粉末中K2A1F5'1120的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。并且，針對各樣品進(jìn)行以下所示的擴(kuò)展性試驗(yàn)。首先，分別為各樣品準(zhǔn)備Mg含量為0.8。/。重量的鋁基材料A。其次，分別在材料A的表面涂布2mg樣品，收容在維持在60CTC的氣氛爐(ambientfurnace)內(nèi)，保持約6分鐘。加熱后，從氣氛爐中取出材料，測定在材料表面熔融的樣品的擴(kuò)展性。測定結(jié)果分別如表3所示。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>由表3可知，體積電阻率樣品No.lNo.11、No.25No.32的助焊劑粉末在lx109~5x1011Ocm范圍之外；相對強(qiáng)度樣品No.lNo.5、No.7~No.ll、No.28和No.31的助焊劑粉末在相對強(qiáng)度12。/。以下的范圍之外。未同時(shí)滿足體積電阻率范圍和相對強(qiáng)度范圍的樣品No.lNo.11、No.25No.32的助焊劑粉末，顯示各自擴(kuò)展性不足20mm。相反，體積電阻率和相對強(qiáng)度均在上述范圍內(nèi)的樣品No.l2No.24的助焊劑粉末，顯示各自擴(kuò)展性超過20mm,得到了良好的擴(kuò)展性。對樣品No.l3和No.20的助焊劑粉末進(jìn)行熱重量/差熱分析(TG-DTA)。在DTA曲線中，當(dāng)在550560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度高于在超過560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度時(shí)，表示粉末中1^，5'1120的化學(xué)組成和結(jié)晶未充分形成和生長；而若在550~560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度低于在超過56(TC的溫度范圍檢測到的熔融峰高度，或者在550560。C的溫度范圍未檢測到熔融峰，則表示K2AUVH20的化學(xué)組成和結(jié)晶充分形成和生長。測定結(jié)果分別如圖2圖3所示。由圖2可知，在樣品No.l3的DTA曲線中，在550560。C范圍和570匸附近分別檢測到一個(gè)熔融峰，在550560。C溫度范圍檢測到的峰高度高于在570。C附近檢測到的峰高度。由圖3可知，在樣品No.20的DTA曲線中，在550560。C的范圍檢測到熔融峰，在超過560。C的附近抬r測到另一肩峰，在55056(TC的溫度范圍檢測到的峰高度高于在超過560。C的近處;f全測到的峰高度。圖4表示反應(yīng)溫度和擴(kuò)展性的關(guān)系；圖5表示K7A1摩爾比和F/A1摩爾比的關(guān)系；圖6表示K/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系；圖7表示加熱減量和相對強(qiáng)度的關(guān)系；圖8表示K/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系；圖9表示體積電阻率和擴(kuò)展性的關(guān)系；圖10表示F/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系；圖11表示F/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系。應(yīng)說明的是，在圖4圖11中，菱形標(biāo)記表示No.lNo.11的助焊劑粉末的結(jié)果；正方形標(biāo)記表示No.l2No.24的助焊劑粉末的結(jié)果；三角形標(biāo)記表示No.25~No.32的助焊劑粉末的結(jié)果。由圖4可知，圖中三角形表示的No.25~No.32的助焊劑粉末的結(jié)果中，制備時(shí)的反應(yīng)溫度在7010(TC范圍以外的粉末，顯示擴(kuò)展性不足15mm，因此闡明若反應(yīng)溫度低，則助焊劑粉末的擴(kuò)展性趨于劣化。由圖5可知，K/A1摩爾比和F/A1摩爾比的關(guān)系為隨著K/A1摩爾比降低，F(xiàn)/A1摩爾比也趨于降低。由圖6可知，K/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系為K/A1摩爾比在1.00~1.20范圍內(nèi)的、圖中由正方形表示的No.l2No.24的助焊劑粉末的結(jié)果中，存在擴(kuò)展性優(yōu)異的趨勢；在K/A1摩爾比超過1.20的助焊劑粉末中，摩爾比中K的比例越高，擴(kuò)展性越趨于下降。由圖7可知，加熱減量和相對強(qiáng)度的關(guān)系為加熱減量越小，相對強(qiáng)度越趨于變低；加熱減量越大，相對強(qiáng)度越趨于變高。由圖7確認(rèn)，加熱減量的數(shù)值顯示粉末中K2A1F5'H20的化學(xué)組成和結(jié)晶是否充分形成和生長。由圖8可知，K/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系為K/A1摩爾比在1.00-1.20范圍內(nèi)的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑粉末的結(jié)果中，體積電阻率在1x109~5xio11n.cm范圍內(nèi)；另一方面，若K/A1摩爾比在1.20附近以及超過該數(shù)值，則顯示出高電阻值。由圖9可知，體積電阻率和擴(kuò)展性的關(guān)系為體積電阻率在lx1095x1011Q'cm范圍內(nèi)的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑粉末的結(jié)果中，得到了良好的擴(kuò)展性。另一方面，在顯示出高電阻值的、圖中由菱形表示的No.l~No.ll的助焊劑粉末、由三角形表示的No.25No.32的助焊劑粉末的結(jié)果中，擴(kuò)展性發(fā)生分散。由圖10可知，F(xiàn)/A1摩爾比和擴(kuò)展性的關(guān)系為F/A1摩爾比在3.80-4.10范圍內(nèi)的、圖中由正方形表示的No.l2No.24的助焊劑粉末的結(jié)果中，存在擴(kuò)展性優(yōu)異的趨勢；K/A1摩爾在1.20附近和超過該數(shù)值的助焊劑粉末，隨著摩爾比中F比例的增加，擴(kuò)展性趨于下降。由圖11可知，F(xiàn)/A1摩爾比和體積電阻率的關(guān)系為F/A1摩爾比在3.80~4.10范圍內(nèi)的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑4分末的結(jié)果中，體積電阻率在Ixl09~5xl0un.cm范圍內(nèi)；另一方面，若F/A1摩爾比在4.10附近以及超過該數(shù)值，則顯示出高電阻值。產(chǎn)業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的助焊劑粉末，不限于釬焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料，還可適用于釬焊Mg含量不足0.1。/。重量的鋁基材料或不含Mg的鋁基材料。權(quán)利要求1.一種助焊劑粉末，其含有KAUVK2A1F^oK2A1F5'H20,用于釬焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該粉末的特征在于具有K/A1摩爾比為1.00~1.20范圍、F/A1摩爾為3.804.10范圍的組成，上迷1^八15和^八^5'1120的總含量為6.040.0%重量，余量為KAHV上迷部分或全部I^AnVH20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。2.—種助焊劑粉末，其含有KAUVK2A1F5、K2AHVH2C^pK3A1F6，用于釬焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該粉末的特征在于具有K/A1摩爾比為1.001.20范圍、F/A1摩爾比為3.804.10范圍的組成，上述K^A1F5和K2A1F5'HP的總舍量為6.0~40.0%重量，上述KgAlF6的含量為5.0%重量以下，余量為KAHV上述部分或全部K2AHVH20的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。3.權(quán)利要求1或2的助焊劑粉末，其在IO(TC下干燥至恒重時(shí)的體積電阻率為1x1095x10"n'cm。4.權(quán)利要求1或2的助焊劑粉末，對其進(jìn)行X射線衍射分析時(shí)，來源于K2A1FH20的、位于44。45。之間的26的最大衍射峰強(qiáng)度為來源于KA1F4的最大峰強(qiáng)度的12%以下。5.權(quán)利要求1或2的助焊劑粉末，對其進(jìn)行差熱分析時(shí)，在55056(TC的溫度范圍檢測到的熔融峰高度高于在超過560。C的溫度范圍檢測到的熔融峰高度。6.—種助焊劑粉末的制備方法，其中所述的助焊劑粉末用于釬焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該方法的特征在于使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的范圍內(nèi)使用上述原料化合物，并且使該原料化合物在70~100°C的反應(yīng)溫度下進(jìn)行濕式反應(yīng)。全文摘要本發(fā)明提供一種助焊劑粉末，其在釬焊含Mg鋁基材料時(shí)具有良好的擴(kuò)展性，該助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優(yōu)異，因較廉價(jià)而經(jīng)濟(jì)上優(yōu)異，可以廣泛用于一般用途。本發(fā)明提供一種改良的助焊劑粉末，其含有KAlF₄、K₂AlF₅和K₂AlF₅·H₂O，用于釬焊Mg含量為0.1～1.0％重量的鋁基材料，該改良的特征性構(gòu)成在于具有K/Al摩爾比為1.00～1.20范圍、F/Al摩爾比為3.80～4.10范圍的組成，K₂AlF₅和K₂AlF₅·H₂O的總含量為6.0～40.0％重量，余量為KAlF₄，部分或全部K₂AlF₅·H₂O的晶體結(jié)構(gòu)為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結(jié)構(gòu)。文檔編號B23K35/363GK101146645SQ200680009458公開日2008年3月19日申請日期2006年3月23日優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日發(fā)明者齋藤悟,本多一義申請人:日本電材化成股份有限公司;三菱綜合材料株式會社