專利名稱：釬焊用復(fù)合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釬焊用復(fù)合板以及在這樣的復(fù)合板中的幾個(gè)部件的使用，本發(fā)明還涉及由這樣的復(fù)合板制成的釬焊裝配件以及制造釬焊裝配件的方法。
這種工藝的缺點(diǎn)就是，由于使用這樣的釬焊軟膏而需要許多與裝配件廠家有關(guān)的加工步驟。
上述釬焊工藝遇到的另一個(gè)缺點(diǎn)就是，與管和翅片之間的連接部相比，通常在如管和熱交換器頭之間的連接部上需要更多的焊劑。為克服這個(gè)缺點(diǎn)，許多廠家目前在釬焊前通過人力把膏狀物質(zhì)涂抹到管與頭之間。膏狀物質(zhì)在管與頭之間提供了額外的填充金屬并可能給角焊縫提供附加的機(jī)械強(qiáng)度。這樣的材料是昂貴的并且偶爾因底層鋁管與頭的硅腐蝕作用而影響釬焊過程。其它對(duì)付這個(gè)缺點(diǎn)的方法在本領(lǐng)域中也是已知的。
CAB釬焊法的另一個(gè)缺點(diǎn)是，含限量錳的鋁合金只可以在釬焊劑涂量標(biāo)準(zhǔn)的情況下使用，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常約為5克焊劑/平方米。如果鋁合金中的錳量超過0.3wt％，則焊劑因形成氧化鎂而中毒。這個(gè)缺點(diǎn)只能通過對(duì)焊劑施加更大的力而被部分克服。
上述釬焊工藝的另一個(gè)缺點(diǎn)是，如果焊劑也含硅或鋅，則在釬焊后的硅和鋅的不均勻分布在裝配件中導(dǎo)致了優(yōu)先腐蝕點(diǎn)。
許多熱交換器具有成行交替的旋繞翅片管或旋繞翅片板，它們由鋁或鋁合金制成。其中的大部分熱交換器具有設(shè)置于需要內(nèi)釬焊的管中的紊流件。此外，CAB爐釬焊遇到了這樣的缺陷，即內(nèi)管面和熱交換器需要在裝配件前單獨(dú)用焊劑處理以及在釬焊前對(duì)整個(gè)裝配件用焊劑處理。此外，CAB爐釬焊遇到了這樣的缺陷，即熱交換器部件的獨(dú)立用焊劑處理成本高且費(fèi)時(shí)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于在惰性氣氛爐(CAB)中釬焊的復(fù)合板，它不需要在釬焊前單獨(dú)用焊劑處理裝配件的內(nèi)表面和外表面。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種復(fù)合板，在釬焊裝配件的獨(dú)立部件組裝前的成型加工中，它需要更少的潤(rùn)滑劑并且優(yōu)選地是不需要潤(rùn)滑。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種制造本發(fā)明的復(fù)合釬焊板的方法。
根據(jù)本發(fā)明，在其中一個(gè)方面中提供了一種自釬焊用復(fù)合板，該復(fù)合板具有這樣的結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材，在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層，該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合板具有這樣的結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材，在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層，該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑和金屬粉末。
由這種共聚物構(gòu)成的薄膜被廣泛地用于生產(chǎn)食品包裝材料。在金屬基材上涂覆這種共聚物作為載體并通過填充至少一種其數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑和/或金屬粉，從而獲得了一些與釬焊技術(shù)有關(guān)的不可預(yù)計(jì)到的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，我們可以提供一種適用于釬焊的自釬焊復(fù)合板，它克服了釬焊裝配件廠家需要進(jìn)行多個(gè)加工步驟如通過浸泡或噴涂釬焊劑而獨(dú)立地用釬焊劑處理表面、干燥所涂的釬焊劑等的缺點(diǎn)并且克服了與這些步驟有關(guān)的進(jìn)一步缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，我們可以提供一種適用于釬焊的自釬焊復(fù)合板，它不再需要在釬焊前單獨(dú)地對(duì)裝配件內(nèi)表面用釬焊劑處理的步驟。
所用共聚物便宜并且它具有這樣的特點(diǎn)，即出色的附著于金屬基材上的性能，從而被用作載體的共聚物可以被涂在成卷狀的基材上。象這樣的復(fù)合板卷可以被提供給釬焊裝配件廠家，這克服了與由廠家涂覆和去除釬焊劑有關(guān)的所有所需加工步驟。
釬焊劑和/或金屬粉基本上均勻地分布在整個(gè)共聚物載體上，共聚物載體的厚度不超過150微米并且最好不超過50微米并優(yōu)選地不超過10微米，最佳地是不超過5微米，它基本上覆蓋住金屬基材的至少一側(cè)的整個(gè)表面。填充共聚物載體的厚度基本上在整個(gè)被覆蓋的表面區(qū)內(nèi)是一樣的。
所用的這種共聚物將在加熱以便釬焊的過程中分解并只在清潔和有效釬焊的制品上留下釬焊材料即載體的填充材料。通過使用所述的共聚物載體，獲得了很均勻的釬焊劑和/或金屬粉末的分布，由此允許很好的釬焊。在所獲得釬焊裝配件上的殘余碳很少并且不影響釬焊裝配件的最終防腐性能。
復(fù)合板的一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以含有定量釬焊劑和/或金屬粉。根據(jù)情形，可按照少于或甚至多于標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)量填充作為載體的共聚物。例如，在金屬基材是其鎂含量大于0.3wt％的鋁合金的情況下，可以給載體添加比標(biāo)準(zhǔn)量更多的釬焊材料，以便克服象上述那樣高的鎂含量所帶來(lái)的缺點(diǎn)。由于復(fù)合板由于很均勻的分布而可以保證最少量的單位面積內(nèi)釬焊劑和/或金屬粉，所以在許多應(yīng)用場(chǎng)合下需要較少的填料。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于所用共聚物具有很好的自潤(rùn)滑性，所以，可以在裝配前的成型工序中形成復(fù)合板而不需要潤(rùn)滑。由于共聚物良好地粘附于金屬基板上，所以，在成型過程中，即便在極端情況下，也沒有出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。
本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，復(fù)合板的廢料可以很方便地通過已知的回收技術(shù)來(lái)回收使用。所用的這種共聚物可以輕松地被燒盡，如通過已知的用于清漆UBC的技術(shù)，并且留下了可以容易回收使用的很干凈的金屬基材。
如本文所述，術(shù)語(yǔ)“聚烯烴”是指任何的聚合烯烴，它包括直鏈的、分支的、環(huán)狀的、脂族的、芳族的、取代的或未取代的。確切地說，聚烯烴包括了烯烴均聚物、烯烴共聚物、烯烴和可與烯烴共聚的非烯烴共聚單體如乙烯基單體等的共聚物。特定實(shí)施例包括乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丁基丙烯酸酯共聚物、亞甲基/甲基丙烯酸共聚物、離聚物樹脂。改性的聚烯烴樹脂屬于改性聚合物，它們是通過把烯烴的均聚物或其共聚物與不飽和羧酸如馬來(lái)酸、富馬酸等或其衍生物如酐、酯或金屬鹽等共聚而制成的。也可以通過把不飽和羧酸如馬來(lái)酸、富馬酸等或其衍生物如酐、酯或金屬鹽等加入烯烴的均聚物或共聚物中來(lái)獲得。
金屬基材可以成片、板或擠壓品狀。因此，這些鋁合金被用作結(jié)構(gòu)件，不可熱處理的鋁合金與可熱處理的鋁合金都可用于此。通常，采用選自鋁協(xié)會(huì)3xxx、5xxx、6xxx系列的鋁合金。
在本發(fā)明的復(fù)合板的一個(gè)實(shí)施方案中，金屬基材通過一個(gè)填料金屬層與所述填充共聚物載體相結(jié)合。在這種情況下，共聚物載體填充至少一種釬焊劑，如果需要的話，還可以填充金屬粉以便促進(jìn)釬焊。
填充共聚物載體可以很有利地用在各種包覆冶金產(chǎn)品上，如WO-A-98/24571、WO-A-94/13472、Wo-A-96/40458所述的包覆產(chǎn)品。
在本發(fā)明的復(fù)合板的一個(gè)實(shí)施方案中，所述共聚物載體填充有至少一種選自以下的金屬粉鋁、硅、鋁硅合金、鋅、鋅鋁合金、鎂、鋁鎂合金、鎂鋅合金、鋁鋅合金、銅、銅合金、鎳、鈦、銀、銦、鉛、鍺、鉍、鍶、錫，具有不同于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉，具有小于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉。
根據(jù)所用金屬基板以及釬焊劑類型(如果用的話)，可以在共聚物載體中加入許多種金屬粉。根據(jù)所加共聚物層的厚度以及為了便于加工，金屬粉末的大小不超過200微米但最好不超過60微米且優(yōu)選地不超過10微米。
在金屬基材由鋁或鋁合金構(gòu)成的場(chǎng)合下，載體可以有利地填充有至少不同的金屬粉。就本發(fā)明而言，硅和鍺被認(rèn)為是金屬。
通常，可以使用Al-Si粉末或由鋁粉和硅粉構(gòu)成的適用的混合粉末。優(yōu)選Al-Si粉末來(lái)保證釬焊劑在鋁制品或鋁合金制品釬焊時(shí)具有更好的流動(dòng)性。優(yōu)選的硅在鋁硅粉末中的重量百分比含量為3％-15％并最好為6％-12％，從而確保了適當(dāng)?shù)囊壕€溫度來(lái)促成出色的釬焊。或者，它們可以以鎂鋅合金粉等的形式或以鋁硅系列合金如鋁硅鎂合金和鋁硅鋅合金的形式被加入。給金屬粉或金屬粉/焊劑混合物添加錫粉或銅粉例如可以提高防腐性能。
添加鎂將提高釬焊接頭的機(jī)械強(qiáng)度。添加銦和/或鋅和/或鋅鋁合金將提高防腐性能，添加鉍和/或鍶將提高部件的可釬焊性添加鈹將導(dǎo)致更好地釬焊含鎂的鋁合金部件。
在一個(gè)實(shí)施方案中，至少在載體中填充適當(dāng)?shù)拟F焊合金粉，從而復(fù)合材料在金屬基材的至少一側(cè)上不需要填料金屬附加層或釬焊金屬附加層，在釬焊鋁或鋁合金時(shí)，這些附加層最常用。
在本發(fā)明復(fù)合板的一個(gè)實(shí)施方案中，聚烯烴含乙烯。這些共聚物提供了出色的附著于金屬基材上的附著性能并且它們便宜和易于買到。這些共聚物幾乎不在成品釬焊裝配件上留下殘余碳。由于共聚物出色地附著于金屬基材上，所以，在成型過程中，即便在極端情況下，也不會(huì)出現(xiàn)剝離。
乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物和其金屬鹽中和對(duì)應(yīng)物(如離聚物樹脂)早已眾所周知地是已知熱粘結(jié)聚烯烴材料中的佼佼者。典型的熱封材料是分支的低密度聚乙烯(LDPE)、離聚物如杜邦公司銷售的Surlyn(商品名)、乙烯/甲基丙烯酸共聚物如杜邦公司銷售的Nurcel(商品名)、乙烯/丙烯酸共聚物如杜威化學(xué)公司銷售的Primacor(商品名)和EVA共聚物。
盡管本發(fā)明使用于密度不同的聚乙烯，但優(yōu)選低密度聚乙烯(LDPE)，因?yàn)檫@些聚合物在較低溫度下分解。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用了VLDPE、ULDPE，因?yàn)檫@些材料更容易在低溫下去除和分解。所用共聚物的分解溫度越低，可以根據(jù)所用釬焊填料和/或釬焊劑來(lái)選擇更低的釬焊溫度。
根據(jù)金屬基材類型，共聚物可以填充有各種釬焊劑。在采用鋁或鋁合金基材的實(shí)施方案中，適當(dāng)?shù)拟F焊劑可以是氟化物焊劑、氯化物焊劑等。適當(dāng)?shù)姆锖竸┛梢园ň哂蟹肿邮終aAlFa+3(a是不小于1的整數(shù))的化合物，如KAlF4、K2AlF5、K3AlF6。氟化物焊劑還包括KF和AlF3的單一混合物；共晶混合物；一些復(fù)合物如氟鋁酸鉀?？梢赃x擇其中任何一種焊劑，不過，可以同時(shí)加入其中至少兩種焊劑。其它適用的焊劑可以包括混有氯化銫、氯化銣、氯化鋰、氟化銫和其它鹵化鹽，以便降低焊劑的熔點(diǎn)。一些氯化物焊劑的優(yōu)選實(shí)施例是那些作為主要成分含有氯化銨、氯化鋇、氯化鈉、氯化鉀和/或氯化鋅的材料。上述焊劑中的任何一種或其混合物都可加入到載體中形成釬焊劑。釬焊劑也優(yōu)選地與粉末一起使用，在同時(shí)使用金屬粉的實(shí)施方案中，釬焊劑粉通常具有1∶10-10∶1的金屬/焊劑重量比。
釬焊劑最好具有小于5微米且最好是小于2微米的平均尺寸。利用這樣的較小釬焊劑，導(dǎo)致了很有效的CAB釬焊操作，而在釬焊裝配前的復(fù)合板成型過程中，沒有導(dǎo)致任何值得注意的工具磨損。通過在共聚物載體中使用這樣較小的釬焊劑，可以最佳地利用成型過程中的共聚物載體的自潤(rùn)滑性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，釬焊劑顆粒大小應(yīng)該小于共聚物層厚度。
根據(jù)本發(fā)明，我們發(fā)現(xiàn)，可以利用比復(fù)合板每側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)量更少的釬焊劑獲得良好的裝配件釬焊效果。復(fù)合板每側(cè)的釬焊劑最好不超過5克/平方米并優(yōu)選地少于3克/平方米，以便實(shí)現(xiàn)釬焊。
目前使用最廣泛的釬焊劑是NOCOLOK(商品名)材料。這種釬焊劑的優(yōu)點(diǎn)是，它在室溫下并在標(biāo)準(zhǔn)氣壓中穩(wěn)定，因?yàn)樗旧鲜遣晃鼭竦摹＿@意味著，本發(fā)明的復(fù)合材料可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，而沒有損壞載體和填料。但是，在載體填充有易受空氣影響的材料的情況下，在填充共聚物上，可以附著另一層共聚物，以使載體與空氣隔絕。不需要使用金屬覆層來(lái)避免后續(xù)加工工具被共聚物中的粉末損壞。
本發(fā)明還在于在上述復(fù)合材料中使用聚烯烴/丙烯酸共聚物。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的特點(diǎn)在于，在上述復(fù)合板中使用填充有其數(shù)量足以進(jìn)行釬焊的釬焊劑和/或金屬粉的聚烯烴/丙烯酸共聚物。在一個(gè)更優(yōu)選的金屬粉實(shí)施方案中，金屬選自鋁、硅、鋁硅合金、鋅、鋅鋁合金、鎂、鋁鎂合金、鎂鋅合金、鋁鋅合金、銅、銅合金、鎳、鈦、銀、銦、鉛、鍺、鉍、鍶、錫，具有不同于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉，具有小于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種制造上述復(fù)合板的方法，其中先在接近所用共聚物的一般加工溫度的溫度下(如通過擠壓)混合釬焊劑和/或金屬粉與共聚物，隨后，把其涂到片材或擠壓材形式的鋁或鋁合金基材上。在按工業(yè)規(guī)模使用該方法的情況下，混合物可以通過如共擠壓、噴涂、熱噴涂、層壓和碾壓和輥涂技術(shù)被涂到金屬基材上。在所形成的復(fù)合板中，釬焊劑和/或金屬粉基本上均勻地分布在整個(gè)共聚物載體上，而共聚物具有不超過150微米且最好不超過50微米且優(yōu)選地不超過10微米的且最佳為不超過5微米的適當(dāng)厚度，它基本上覆蓋住至少金屬基材一側(cè)的整個(gè)表面區(qū)。填充共聚物載體的厚度基本上在整個(gè)覆蓋表面區(qū)內(nèi)是一樣的。
根據(jù)本發(fā)明，我們發(fā)現(xiàn)，共聚物與釬焊劑的混合最好在沒有作為共聚物溶劑的水的情況下進(jìn)行，更好地是，在沒有共聚物溶劑的情況下進(jìn)行。這獲得了本發(fā)明復(fù)合板的制造方法所需的加工步驟少的效果，如消除了干燥涂覆填充載體的步驟。此外，它獲得了后續(xù)CAB釬焊操作可以更有效地進(jìn)行的效果，這尤其是由于，我們從實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)，上述那種把水用作溶劑的共聚物很難用于后續(xù)的釬焊操作。我們尚未完全理解其原因。
在金屬基材成片狀的情況下，復(fù)合板可以有利地被卷起來(lái)并隨后送往釬焊裝配件廠家，這不再需要他們來(lái)涂覆釬焊劑。在這里，復(fù)合板可以被打開、定尺并切斷，如果需要的話，還接受成型加工并裝配起來(lái)，它們被加熱以便除去共聚物載體并隨后被加熱到高于釬焊合金熔點(diǎn)的溫度以便通過釬焊連接裝配件表面，并隨后允許釬焊裝配件冷卻。
在可能的情況下，可以有利地把加熱裝配件以除去共聚物載體并使其填料露在金屬基材上與加熱以便釬焊結(jié)合起來(lái)。由于所用共聚物具有自潤(rùn)滑性能，所以，可以不需要潤(rùn)滑劑來(lái)形成本發(fā)明的自釬焊復(fù)合板?？梢圆恍枰ㄟ^浸泡或噴涂來(lái)涂覆釬焊劑、干燥涂覆的釬焊劑等步驟并消除與這些步驟有關(guān)的所有進(jìn)一步缺陷。
在另一方面中，本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)由本發(fā)明復(fù)合板制成的部件的釬焊裝配件，所述釬焊裝配件最好在CAB釬焊操作中被釬焊。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種釬焊裝配件，它具有至少一個(gè)內(nèi)釬焊表面。這樣一來(lái)，裝配件就不需要在CAB釬焊前的裝配件裝配后單獨(dú)地在內(nèi)表面上使用釬焊劑。
在另一方面中，本發(fā)明涉及采用上述復(fù)合板制造釬焊裝配件的方法，它包括以下步驟(a)提供至少一種由鋁或鋁合金構(gòu)成的基材；(b)在基材的至少一側(cè)上接合一種填充的聚烯烴/丙烯酸共聚物載體，所述載體填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑并可能還含有金屬粉；(c)形成至少其一部分由釬焊用復(fù)合板構(gòu)成的部件，所述復(fù)合板具有這樣的結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材，在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑和任選的金屬粉末；(d)把部件裝配成裝配件；(e)在CAB釬焊操作中釬焊裝配件以實(shí)現(xiàn)釬焊；
(f)把釬焊裝配件冷卻到100℃以下，冷卻速度至少為20℃/分。
這獲得了這樣的效果，即提供了一種制造釬焊裝配件的方法，在該方法中，在釬焊裝配件廠家中省略了幾道加工步驟，如通過浸泡或噴涂來(lái)涂覆釬焊劑以單獨(dú)在內(nèi)、外表面使用釬焊劑，干燥涂覆的釬焊劑等，并且消除了所有與這些步驟相關(guān)的進(jìn)一步缺陷。該方法的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)在上面已經(jīng)提到了。
在這里應(yīng)該指出的是，根據(jù)US-A-5251374所述，知道了一種用于裝配釬焊熱交換器部件的方法。在已知方法中，在裝配各部件時(shí)，可能要在特定表面上很局部且精確地使用焊劑-釬焊組合物，以幫助熱交換器的內(nèi)外接頭的釬焊。焊劑-釬焊組合物由傳統(tǒng)的焊劑構(gòu)成如四氟鋁酸鉀顆粒、鋁硅粉末、其電勢(shì)低于鋁合金的管和接頭原材料的金屬和粘接劑。所提出的粘接劑由羥丙基纖維素構(gòu)成。在一個(gè)替換實(shí)施方案中，焊劑-釬焊組合物懸浮于液態(tài)載體如甘油/乙二醇載體系列中，從而允許焊劑-釬焊組合物以軟膏形式進(jìn)行涂抹。
在這里應(yīng)指出的是，從US-A5360158中，知道了一種有選擇地把焊劑放在含鋁合金和要連接的裝配件的接頭之間的焊劑涂層合金件。焊劑涂層合金件包括由這種合金構(gòu)成的帶和粘附于帶的幾乎所有表面上的焊劑涂層。焊劑涂層含有分散于粘性粘接劑中的焊劑化合物，粘性粘接劑選自(a)選自水白樹脂和紫膠的天然樹脂和(b)水溶性環(huán)氧樹脂，由此一來(lái)，焊劑涂層合金件能夠有選擇地把焊劑安放在裝配件接頭上，從而基本上消除了多余焊劑位于接頭上。
在這里，還要指出的是，從WO-A-98/50197中知道了一種方法，它包括用這樣的焊劑涂覆要連接的鋁制材料，即所述焊劑含0.5-25重量份的平均分子量為50000-5000000且具有反復(fù)的烯化氧單元的聚合物以及含有5-30重量份的氟化物焊劑以及作為液體載體而以這樣的數(shù)量添加的水，即它將提供100重量份的成分總量，所述方法還包括加熱涂層區(qū)以便除去水、加熱涂層區(qū)以便分解并去除聚合物、隨后進(jìn)行加熱以便釬焊。
實(shí)施例現(xiàn)在，通過幾個(gè)非限定實(shí)施例來(lái)說明本發(fā)明。
例1在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中，利用熱失重分析法(TGA)測(cè)量幾種聚合物的燒盡特性。TGA技術(shù)測(cè)量重量損失/溫度。確定了以下數(shù)據(jù)(a)重量降低變?yōu)榱銜r(shí)的溫度；(b)在此溫度下的殘余重量。表1列出了幾種受檢聚合物的結(jié)果。
表1

如表1的結(jié)果所示，受檢共聚合物PEA、PEVA、PE具有良好的燒盡性能，其中PEA、PE顯示出出色的燒盡性能。檢驗(yàn)了其它幾種PEA并且它們顯示出出色的燒盡性能。
例2在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中，183克可在市場(chǎng)上買到的Nucrel(商品名)1214和165克NOCOLOK釬焊劑(顆粒大小為0.5微米-20微米，具有d10＝0.76um，d90＝4.99um)在210℃下被混合20分鐘。使用了由0.4毫米厚的AA3003系列合金芯與10％芯厚的AA4343系列材料襯構(gòu)成的釬焊板材。用乙醇清洗板材?；煊泻竸┑墓簿酆衔锉煌康絻蓧K釬焊板之間，隨后用100巴壓力并在250℃下壓1分鐘。在壓緊后，這兩塊板被馬上分開并且冷卻到室溫，留下了厚5微米的填充共聚物。通過把一塊干凈的釬焊板放在5微米厚載體的釬焊板上重復(fù)這個(gè)過程，所形成的載體厚度為2.5微米。隨后，填充共聚物載體的釬焊板又被放在壓力機(jī)中，其中板的溫度被定為160℃且在載體涂覆側(cè)上放置一個(gè)特氟隆板。在250巴的壓力下，壓緊30秒，進(jìn)行壓緊是為了使共聚物焊劑的表面光滑。
帶有5微米和2.5微米厚的填充載體的釬焊板材在585℃下并在采用氮?dú)饬鞯氖芸谻AB條件下釬焊1分鐘。釬焊結(jié)構(gòu)由25毫米見方的釬焊板構(gòu)成，在其頂面上，已安放了一塊1毫米厚的彎成V形的AA1000系列鋁帶。V形角為45度。所述結(jié)構(gòu)與C.Meurer等人的SAE-980052論文的圖3所示的結(jié)構(gòu)一樣，該論文的題目是“Stability of R124a inthe presence of Nocolok flux residues”(R124a在Nocolok焊劑殘留物存在時(shí)的穩(wěn)定性)。所形成的釬焊接頭是出色的，角焊縫尺寸很細(xì)，角焊縫光滑無(wú)縫，在V形帶角處的角焊縫潤(rùn)濕性表現(xiàn)出良好的毛細(xì)管作用加強(qiáng)。
例3與例2類似地，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，混合135克Nucrel(商品名)1214和125克NOCOLOK釬焊劑(與例2一樣)和81克硅粉(純度高于99％并小于325目)并且把其涂在無(wú)襯的AA3003系列芯材上。所形成的填充載體的厚度為50微米。
帶50微米厚填充載體的釬焊板材在采用氮?dú)饬鞯氖芸谻AB條件下并在590℃下釬焊1分鐘。釬焊結(jié)構(gòu)由25毫米見方的釬焊板構(gòu)成，在其頂面上，已安放了一塊1毫米厚的彎成V形的AA1000系列鋁帶。V形角為45度。所述結(jié)構(gòu)與C.Meurer等人的SAE-980052論文的圖3所示的結(jié)構(gòu)一樣，該論文的題目是“Stability of R124a in the presenceof Nocolok flux residues”(R124a在Nocolok焊劑殘留物存在時(shí)的穩(wěn)定性)。所形成的釬焊接頭是出色的，角焊縫尺寸很細(xì)，角焊縫光滑無(wú)縫，在V形帶角處的角焊縫潤(rùn)濕性表現(xiàn)出良好的毛細(xì)管作用加強(qiáng)。
例4在其兩側(cè)有20微米厚的填充載體的本發(fā)明復(fù)合釬焊板材接受Erichsen實(shí)驗(yàn)。參數(shù)如下，138毫米坯料直徑，0.5毫米坯料厚度，5-8千牛夾坯力。我們發(fā)現(xiàn)，在1.84的深沖比下，在深沖杯的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上沒有發(fā)現(xiàn)共聚物分層。
盡管已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說，顯然可以在不超出后續(xù)權(quán)利要求書所述的本發(fā)明范圍或精神的前提下做出許多變動(dòng)和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種釬焊用復(fù)合板，該復(fù)合板具有這樣的結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材，在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層，該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合板，其特征在于，它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材，在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層，該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑和金屬粉末。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合板，其特征在于，所述金屬基材通過一個(gè)填充金屬層與該填充共聚物載體相結(jié)合。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的復(fù)合板，其特征在于，共聚物載體層的厚度不超過150微米并最好不超過50微米，它大致覆蓋了鋁或鋁合金至少一側(cè)的整個(gè)表面。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的復(fù)合板，其特征在于，釬焊劑或釬焊劑和金屬粉被基本上均勻地分布在整個(gè)共聚物載體層上。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的復(fù)合板，其特征在于，釬焊劑是氟化物焊劑和/或氯化物焊劑。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的復(fù)合板，其特征在于，釬焊劑的平均顆粒尺寸小于5微米并最好小于2微米。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的復(fù)合板，其特征在于，復(fù)合板每一側(cè)的釬焊劑數(shù)量少于5克/平方米并最好少于3克/平方米。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的復(fù)合板，其特征在于，共聚物載體至少填充有金屬粉，所述金屬粉選自鋁、硅、鋁硅合金、鋅、鋅鋁合金、鎂、鋁鎂合金、鎂鋅合金、鋁鋅合金、銅、銅合金、鎳、鈦、銀、銦、鉛、鍺、鉍、鍶、錫，具有不同于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉和具有小于底層金屬基材的防腐電勢(shì)的金屬粉。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的復(fù)合板，其特征在于，聚烯烴包括乙烯。
11.聚烯烴/丙烯酸共聚物在如權(quán)利要求1-10之一所述的復(fù)合板中的用途。
12.填充有至少一種選自權(quán)利要求9所述的材料的聚烯烴/丙烯酸共聚物載體在如權(quán)利要求1-10之一所述的復(fù)合板中的用途。
13.乙烯/丙烯酸共聚物在如權(quán)利要求1-10之一所述的復(fù)合板中的用途。
14.填充有至少一種選自權(quán)利要求6-9之一所述的材料的乙烯/丙烯酸共聚物載體在如權(quán)利要求1-10之一所述的復(fù)合板中的用途。
15.一種制造權(quán)利要求1-10之一所述的釬焊用復(fù)合板的方法，它包括(a)混合聚烯烴/丙烯酸共聚物與釬焊劑和/或金屬粉；(b)把所述填充有其數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)后續(xù)釬焊操作的釬焊劑和/或金屬粉的共聚物混合物涂到金屬基材的至少一個(gè)表面上。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中的混合是在沒有作為共聚物溶劑的水的情況下進(jìn)行的。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中的混合是在沒有用于共聚物的溶劑的情況下進(jìn)行的。
18.一種釬焊裝配件，它包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1-10之一或權(quán)利要求15-17之一所述的復(fù)合板的部件。
19.如權(quán)利要求18所述的釬焊裝配件，其特征在于，利用受控氣氛(CAB)工藝來(lái)釬焊所述裝配件。
20.如權(quán)利要求18或19所述的釬焊裝配件，其特征在于，它具有至少一個(gè)內(nèi)釬焊表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊用復(fù)合板,該復(fù)合板具有這樣的結(jié)構(gòu),它包括一個(gè)鋁或鋁合金基材,在該基材的至少一側(cè)上結(jié)合了一層,該層包括聚烯烴/丙烯酸共聚物作為載體并填充有數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)釬焊的釬焊劑和任選的金屬粉末。本發(fā)明還涉及一種制造釬焊用復(fù)合板的方法,它包括:(a)混合聚烯烴/丙烯酸共聚物與釬焊劑和/或金屬粉;(b)把所述填充有其數(shù)量足以實(shí)現(xiàn)后續(xù)釬焊操作的釬焊劑和/或金屬粉的共聚物混合物涂到金屬基材的至少一個(gè)表面上。
文檔編號(hào)B23K35/14GK1347359SQ00806525
公開日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2000年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者A·J·維特布羅德 申請(qǐng)人:克里斯鋁軋制品有限公司