一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，該釬劑以重量百分比計(jì)的元素成分包括：ZnF21.0?5.0％，ZnCl26.5％?9.0％，NaF4.0％?6.5％，LiF1.0％?4.0％，NaCl8.5％?15％，LiCl25％?45％，余量為KCl。本發(fā)明的釬劑能極好的隔離釬焊表面與外界空氣，避免釬焊過(guò)程中待焊表面受熱后再氧化，改善了鎂基釬料對(duì)稀土鎂合金釬焊接頭的潤(rùn)濕和填充，提高了釬焊接頭的連接性能；該釬劑熔點(diǎn)為350℃?370℃，原料價(jià)格便宜，成本低，經(jīng)濟(jì)性好，操作簡(jiǎn)單、方便快捷，可重復(fù)再現(xiàn)，便于推廣與應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于釬焊稀土鎂合金的釬劑及制備方法，屬于釬焊領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂具有極高的化學(xué)活性，極易于氧形成穩(wěn)定的MgO，位于鎂合金表面難以去除。釬焊鎂及鎂合金時(shí)，由于氧化膜的存在導(dǎo)致液態(tài)釬料難與母材潤(rùn)濕鋪展，致使得到的釬焊接頭質(zhì)量較差，強(qiáng)度較低。去除氧化膜作為釬焊過(guò)程中關(guān)鍵步驟，主要通過(guò)釬劑去膜、氣體介質(zhì)去膜、機(jī)械及物理去膜。釬劑作為目前應(yīng)用最廣泛、最有效的去膜方法，在液態(tài)釬料和母材潤(rùn)濕的過(guò)程中起主要作用。
[0003]申請(qǐng)?zhí)?201210448154.8—種焊接含鎂鋁合金的釬劑，其組成包括有AlF3-CsF系釬劑，ZnF2及SnF2 ；其中AlF3: CsF(摩爾比)=42.5:47.5或41.5:48.5;所述各組成的質(zhì)量百分比為A1F3-CsF97.5%-99.5%,ZnF20.2%~2.0% ,SnF20.1%~0.5%0但是，釬劑在使用過(guò)程中，當(dāng)鎂含量較高時(shí)，釬料無(wú)法液相化，影響釬料的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性，抑制釬劑的性能效果。此外，主要起去膜作用的CsF的價(jià)格較昂貴，大大增加了生產(chǎn)的成本。同時(shí)，釬劑的熔點(diǎn)較高，不利于稀土鎂合金釬焊。申請(qǐng)?zhí)?201510339134.0發(fā)明的一種釬焊鎂及鎂合金用的釬劑，其所述各組成的質(zhì)量百分比為ZnCl20%-40%，NH4C10%-40%，ZnCl2和NH4Cl不同時(shí)為零，余量為己二酸及不可避免對(duì)的雜質(zhì)。該釬劑的釬焊溫度相對(duì)較低，當(dāng)釬焊溫度較高時(shí)，無(wú)法去滿足釬焊要求，削弱了去膜效果，無(wú)法保證稀土鎂合金釬焊接頭的質(zhì)量和性能。因此，為開(kāi)發(fā)一種適于稀土鎂合金釬焊的釬劑，保證其具有優(yōu)越的去膜特性和良好的活化性能，提高釬焊過(guò)程中，釬料與稀土鎂合金間優(yōu)越的潤(rùn)濕性與流動(dòng)性，提高釬焊接頭的連接性會(huì)K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑及制備方法，該釬劑具有適宜的熔點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性好、優(yōu)異的去膜特性的特點(diǎn)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，該釬劑以重量百分比計(jì)的元素成分包括:ZnF21.0-5.0%，ZnCl26.5%-9.0%，NaF4.0%-6.5%，LiFl.0%-4.0% ,NaC18.5%-15% ,LiC125%-45%，余量為KC1。
[0006]作為優(yōu)選，該釬劑以重量百分比計(jì)的元素成分包括:2必22.0-4.0%，211(:128.0%-9.0% ,NaF4.0%-6.0% ,LiFl.0%-3.0% ,NaC110%-14% ,LiC130%-40%，余量為KC1。
[0007]作為優(yōu)選，所述釬劑各組分質(zhì)量百分比含量如下:ZnF23.0%，ZnCl28.5%，NaF5.0% ,LiF2.0% ,NaC112% ,LiC135%，余量為KC1。
[0008]作為優(yōu)選，釬劑各組分為高純度干燥粉末。
[0009]作為優(yōu)選，所述釬劑的釬焊溫度為425°C_475°C。
[0010]一種上述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑的制備方法，將各組分研磨20-30min，攪拌均勻，并在50-60°C中烘干15-20min制得。
[0011]有益效果:本發(fā)明的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，LiCUNaCl和KCl作為基質(zhì)控制釬劑的熔點(diǎn)，使釬料具有是一致的熔點(diǎn)，滿足稀土鎂合金釬料的釬焊溫度要求，并保證釬劑的化學(xué)穩(wěn)定性。利用適量的LiF、NaF和ZnF降低釬劑與釬料間粘稠度，減小釬料與釬劑之間的界面張力，從而既保證其具有優(yōu)異的去膜效果，又保證釬料能夠更好的潤(rùn)濕鋪展基材。ZnCl也作為一種去膜劑，吸水后與水反應(yīng)生成絡(luò)合物溶解MgO;鎂合金的氧化膜疏松不致密且分布不均勻，加熱的重金屬ZnCl、ZnF可通過(guò)氧化膜的薄弱地帶的晶粒處或者從裂紋處滲入，破壞氧化膜與基體的結(jié)合;同時(shí)Zn2+作為金屬離子，其電極電位大于Mg的電極電位，與基體接觸后會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)在鎂合金金屬表面析出，促進(jìn)了釬料的潤(rùn)濕能力。該釬劑能極好的隔離釬焊表面與外界空氣，避免釬焊過(guò)程中待焊表面受熱后再氧化，改善了鎂基釬料對(duì)稀土鎂合金釬焊接頭的的潤(rùn)濕和填充，提高了釬焊接頭的連接性能。該釬劑熔點(diǎn)為350°C-370°C，原料價(jià)格便宜，成本低，經(jīng)濟(jì)性好，操作簡(jiǎn)單、方便快捷，可重復(fù)再現(xiàn)，便于推廣與應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅局限于以下實(shí)施例。
[0013]實(shí)施例1
[0014]按質(zhì)量百分比稱取高純度的2必2、211(:12、他？、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末，制得釬劑配比為:ZnF22.0%、ZnCl29.0%、NaF4.0%、LiF3.0%、NaC110%、LiC140%、KC132% 的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨25min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在55 °C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0015]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4500C，保溫時(shí)間為15min，冷卻至室溫。
[0016]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面形成致密的結(jié)合，鋪展面積為87.52mm2。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]按質(zhì)量百分比稱取高純度的2必2、211(:12、他？、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末，制得釬劑配比為:2必23.0%、211(:128.5%、他卩5.0%、1^卩2.0%、他(:112%、1^(:135%、1((:134.5%的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨30min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在60 °C中進(jìn)行烘干15min，即配即用。
[0019]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(?ο % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4500C，保溫時(shí)間為15min，冷卻至室溫。
[0020]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面形成致密的結(jié)合，鋪展面積為96.76mm2。
[0021]實(shí)施例3:
[0022]按質(zhì)量百分比稱取高純度的2必2、211(:12、他？、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末，制得釬劑配比為 ZnF24.0%、ZnCl28.0%、NaF6.0%、LiF1.0%、NaC114%、LiC130%、KC137% 的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨20min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在50 °C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0023]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4500C，保溫時(shí)間為15min，冷卻至室溫。
[0024]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面形成致密的結(jié)合，鋪展面積為93.26mm2。
[0025]實(shí)施例4:
[0026]按質(zhì)量百分比稱取高純度的2必2、211(:12、他？、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末，制得釬劑配比為:2必21.0%、211(:126.5%、他卩6.5%、1^卩4.0%、他(:18.5%、1^(:145%、1((:128.5%的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨25min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在55 °C中進(jìn)行烘干18min，即配即用。
[0027]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4250C，保溫時(shí)間為18min，冷卻至室溫。
[0028]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面形成致密的結(jié)合，鋪展面積為95.18mm2。
[0029]實(shí)施例5:
[0030]按質(zhì)量百分比稱取高純度的2必2、211(:12、他？、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末，制得釬劑配比為 ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaF6.0%、LiF3.0%、NaC115%、LiC125%、KC139% 的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨30min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在60 °C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0031]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(?ο % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4750C，保溫時(shí)間為20min，冷卻至室溫。
[0032]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面形成致密的結(jié)合，鋪展面積為93.22mm2。
[0033]實(shí)施例6:
[0034]按質(zhì)量百分比稱取高純度的21^2、211(:12、如？、1^?、1((:1粉末，制得釬劑配比為ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaF6.0%、LiF3.0%、KC179%的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨30min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在60°C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0035]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為5250C，保溫時(shí)間為20min，冷卻至室溫。
[0036]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面沒(méi)有形成致密的結(jié)合，鋪展面積為23.24mm2。
[0037]實(shí)施例7:
[0038]按質(zhì)量百分比稱取高純度的21^2、211(:12、如？、1^?、1((:1粉末，制得釬劑配比為ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaC115%、LiC125%、KC148%的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨30min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在60°C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0039]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為4000C，保溫時(shí)間為20min，冷卻至室溫。
[0040]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面沒(méi)有形成致密的結(jié)合，鋪展面積為20.22mm2。
[0041 ] 實(shí)施例8:
[0042]按質(zhì)量百分比稱取高純度的21^2、211(:12、似？、1^?、1((:1粉末，制得釬劑配比為、ZnCl29.0%、NaF6.5%、NaC110%、LiC140%、KC134.5% 的混合物，放入研磨缽中進(jìn)行研磨30min，攪拌均勻，由于氯化物極易吸水，在60°C中進(jìn)行烘干20min，即配即用。
[0043]根據(jù)GB1136-89《釬焊鋪展性及填縫性試驗(yàn)方法》進(jìn)行釬料鋪展性試驗(yàn)，稀土鎂合金試樣尺寸為40mm X 40mm X 3mm，待鋪展截面為40mm X 40mm，對(duì)待焊截面進(jìn)行清理，除去表面的雜質(zhì)、油污以及氧化膜，利用W28?W3.5號(hào)金相砂紙進(jìn)行研磨光滑并具有一定的粗糙度，將稀土鎂合金試樣塊和釬料一起置于丙酮中，采用超聲波清洗lOmin，并進(jìn)行烘干處理待用；釬料為形狀一致的Ig的鎂基釬料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度為± 5 °C的箱式電阻爐中進(jìn)行鋪展試驗(yàn)，釬焊溫度為5250C，保溫時(shí)間為20min，冷卻至室溫。
[0044]結(jié)果:稀土鎂合金鋪展試樣界面沒(méi)有形成致密的結(jié)合，鋪展面積為19.29mm2。
[0045]根據(jù)實(shí)施例1至8的試驗(yàn)結(jié)果，LiCUNaCl和KCl三者一起才可以使得釬劑的化學(xué)穩(wěn)定性好，LiF、NaF和ZnF三者一起作用去膜效果和潤(rùn)濕鋪展基材更好。
[0046]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，其特征在于:該釬劑以重量百分比計(jì)的元素成分包括:ZnF2l.0-5.0%、ZnCl26.5%-9.0%、NaF4.0%-6.5%、LiFl.0%-4.0%、NaC18.5%-l5%、LiC125%-45%和余量為KCl。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，其特征在于:該釬劑以重量百分比計(jì)的元素成分包括:ZnF22.0-4.0% , ZnCl28.0 %-9.0 % ,NaF4.0 %-6.0 % , LiFl.0 %-3.0% ,NaC110%-14% ,LiC130%-40%，余量為KC1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，其特征在于:所述釬劑各組分質(zhì)量百分比含量如下:ZnF23.0%，ZnCl28.5% ,NaF5.0% ,LiF2.0% ,NaC112% ,LiC135%，余量為 KCl04.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，其特征在于:釬劑各組分為干燥粉末。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑，其特征在于:所述釬劑的釬焊溫度為425°C_475°C。6.—種如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的用于釬焊稀土鎂合金的釬劑的制備方法，其特征在于:將各組分研磨20-30min，攪拌均勻，并在50-60°C中烘干15-20min制得。
【文檔編號(hào)】B23K35/362GK106001999SQ201610422965
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】鄒家生, 楊駿, 許祥平, 黃曉龍
【申請(qǐng)人】江蘇陽(yáng)明船舶裝備制造技術(shù)有限公司