鋁系材料的釬焊用助熔劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其即使在使用Al－Si共晶合金（Si含量7～12wt％、A4343合金、A4047合金、熔融開始溫度：約577℃～615℃）作為焊料的情況下，也能夠?qū)⒑V1.5wt％以上的A5052合金等釬焊。具體而言，本發(fā)明提供一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其特征在于：其是對包含LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示（LiFmol％、AlF3mol％、CsF?mol％）的三角座標(biāo)系中，由連接（30，0，70）與（30，70，0）的直線C、連接（31，33.5，35.5）與（51.5，22.5，26）的直線（1）、連接（32.5，28.5，39）與（49，21.5，29.5）的直線（2）和連接（57.5，42.5，0）與（57.5，0，42.5）的直線（3）構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍（但不包括C線上）。
【專利說明】鋁系材料的釬焊用助熔劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁系材料的釬焊用助熔劑，特別是涉及含鎂1.5wt%以上的鋁系材料的釬焊用助熔劑。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，在鋁材料或鋁合金材料(以下簡稱為鋁系材料)的釬焊中，作為焊料，主要使用熔點(diǎn)比鋁系材料稍低的鋁一硅(Al - Si)共晶合金。
[0003]另外，為了使焊料與鋁系材料良好地接合，需要將該鋁系材料的表面存在的氧化覆膜等除去。為了除去該氧化覆膜等，需要向釬焊部與焊料一起供給助熔劑。
[0004]近年來，作為助熔劑，代替現(xiàn)有的氯系助熔劑，非腐蝕性、非水溶性的氟化物系的助熔劑成為主流。
[0005]與現(xiàn)有的氯系助熔劑相比，該氟化物系助熔劑具有幾乎沒有腐蝕性、水溶性和吸濕性的優(yōu)異特征。
[0006]另一方面，由于鋁合金含有鎂而強(qiáng)度提高，所以通常已知熱交換器、汽車部件、自行車部件、配管等鋁合金制品優(yōu)選通過使用高強(qiáng)度且耐腐蝕性優(yōu)異的含鎂1.5wt%以上的鋁合金材料，對其進(jìn)行釬焊而制造。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)由于制品的壁薄而帶來的輕量化。
[0007]但是，在使用氟化物系助熔劑的釬焊中，一旦鋁合金中的鎂含量達(dá)到1.5Wt%以上，鎂與氟化物系助熔劑就會發(fā)生反應(yīng)，在鋁合金表面生成高熔點(diǎn)化合物，存在助熔劑作用下降、妨礙焊料的潤濕-浸透的問題。因此，釬焊性極度下降，也存在不能進(jìn)行釬焊的情況。
[0008]在專利文獻(xiàn)I中記載了“一種Al材料釬焊用助熔劑組合物，其是制成以包含LiF、AlF3和CsF的粉末混合物的熔融-凝固物為主要成分的組合物，使這三種成分的組成成為如下范圍而制備得到的，該范圍是在表示(LiF mol%> AlF3mol%> CsF mol%)的三角座標(biāo)系中，由連接(2、0、98)與(2、98、0)的直線A、連接(0、22、78)與(78、22、0)的直線B、連接(30、0、70)與(30、70、0)的直線C和連接(60、40、0)與(0、70、30)的直線D構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍”。在該專利文獻(xiàn)I中，使用Zn - Al釬料(熔融開始溫度:約380°C以上)作為焊料，存在由于腐蝕電位的差異而導(dǎo)致點(diǎn)腐蝕的問題。
[0009]在專利文獻(xiàn)2中記載了 “一種含有助熔劑的Al合金焊料，其為含有作為焊料成分的Al、S1、Cu和助熔劑成分的含有助熔劑的Al合金焊料，其特征在于，所述焊料成分中的Si含量為0.05?20wt%、Cu含量為5?IOwt %，所述助熔劑成分為氟化物系助熔劑，所述氟化物系助熔劑含有KF、LiF和CsF，并且它們以KF — LiF 一 CsF的三元狀態(tài)圖中由550°C的液相線所包圍的范圍配合，所述焊料成分與所述助熔劑成分以重量比99.9:0.1?70:30的比例配合，并且密度為理論值的90%以上”。在該專利文獻(xiàn)2中記載了在使用Al — Si —Cu合金(熔融開始溫度:約524°C以上)作為焊料的情況下，能夠?qū)⒑V2.2?2.Swt %的A5052合金釬焊。但是，在使用Al - Si共晶合金(Si含量7?12wt%、A4343合金、A4047合金、熔融開始溫度:約577?約615°C)作為焊料的情況下，存在無法釬焊的問題。
[0010]在專利文獻(xiàn)3中記載了“一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其特征在于:以摩爾％表示，具有氟化鉀低于42摩爾％ (不包括O摩爾％)、氟化銫為2~74摩爾％ (不包括74摩爾％)、氟化招為26~67摩爾％的組成,或所述氟化鉀為42~54摩爾％、氟化銫為20(不包括20摩爾％ )~32摩爾％、氟化鋁為26~38 (不包括38摩爾％ )摩爾％的組成，鉀和銫以氟鋁酸鹽的形態(tài)存在，不含游離的氟化銫或氟化鉀”。在該專利文獻(xiàn)3中，在使用Al - Si共晶合金(Si含量7~12wt%、A4343合金、A4047合金、熔融開始溫度:約577°C~615°C)作為焊料的情況下，含鎂lwt% (A6061合金)達(dá)到限界，對于含鎂2.2~2.8?丨％的A5052合金存在無法釬焊的問題。[0011]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特公平5 - 5600號公報
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開平7 — 1177號公報
[0015]專利文獻(xiàn)3:日本特公平5 - 51398號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0017]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其即使在使用Al - Si共晶合金(Si含量7~12wt%、A4343合金、A4047合金、熔融開始溫度:約577°C~615°C)作為焊料的情況下，也能夠?qū)⒑V1.5wt%以上的A5052合金等釬焊。
[0018]解決技術(shù)問題的手段
[0019]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包括LiF、AlF3和CsF的三元系的助熔劑在特定的組成范圍時，能夠得到即使在使用Al - Si共晶合金鎂作為焊料的情況下，也能夠?qū)⒑V1.5wt %以上的A5052合金等釬焊的鋁系材料的釬焊用助熔劑。
[0020]基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供(I) 一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其特征在于:其是對包括LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示(LiF mol%, AlF3mol%, CsF mol % )的三角座標(biāo)系中，由連接(30，0,70)與(30，70，O)的直線 C、連接(31，33.5,35.5)與(51.5,22.5,26)的直線(I)、連接(32.5,28.5，39)與(49，21.5,29.5)的直線(2)和連接(57.5,42.5，0)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)。
[0021]發(fā)明效果
[0022]本發(fā)明的鋁系材料的釬焊用助熔劑，即使在使用Al - Si共晶合金作為焊料的情況下，也能夠?qū)⒑V1.5wt%以上的A5052合金等釬焊，因而適合在本領(lǐng)域使用。
[0023]并且，本發(fā)明的鋁系材料的釬焊用助熔劑，對于鎂含量低于1.5wt%或不含鎂的鋁系材料的釬焊也能夠沒有問題地使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發(fā)明的助熔劑的組成比例的范圍的三角座標(biāo)系。
[0025]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中使用的焊料的潤濕擴(kuò)展的評價方法的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面對本發(fā)明的鋁系材料的釬焊用助熔劑進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明的鋁系材料的釬焊用助熔劑的特征在于，其是對包括LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示(LiFmol%,AlF3mol%,CsF mol%)的三角座標(biāo)系中，由連接(30，0，70)與(30，70，O)的直線 C、連接(31，33.5，35.5)與(51.5，22.5，26)的直線(I )、連接(32.5，28.5，39)與(49，21.5，29.5)的直線(2)和連接(57.5，42.5，O)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)(參照圖1)。
[0028]優(yōu)選三種成分的組成，在表示(LiF mol%> AlF3mol%> CsF mol1^)的三角座標(biāo)系中，為由連接(30，0，70)與(30，70，O)的直線C、連接(56，20，24)與(37.5,30,32.5)的直線
(4)、連接(37.5,30,32.5)與(31，33，36)的直線(5)和連接(56，20，24)與(31，30，39)的直線(6)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)(未圖示)。
[0029]其中，在圖1中，由直線A、直線B、直線C和直線D構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍內(nèi)相當(dāng)于專利文獻(xiàn)I中所示的Al材料釬焊用助熔劑組合物。
[0030]當(dāng)構(gòu)成助熔劑的LiF、AlF3和CsF在上述范圍之外時，其熔融溫度增高。并且，由于與鋁合金中的鎂的反應(yīng)，不能充分發(fā)揮釬焊性能，從而不能充分達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0031]另外，作為焊料，優(yōu)選使用具有通用性的Al - Si共晶合金(Si含量7~12wt%、A4343合金、A4047合金、熔 融開始溫度:約577°C~約615°C )的焊料，但也可以使用其他的焊料。另外，為了調(diào)節(jié)流動開始溫度、固相線溫度和液相線溫度，也可以添加鋅、銅等其他成分。
[0032]另一方面，作為能夠適用本發(fā)明的助熔劑的鋁系材料，也可以是不含鎂的鋁系材料，但適合使用含鎂1.5wt%以上的A5052合金等。
[0033]其中，鋁合金中的鎂含量的上限沒有特別限定，考慮到JIS規(guī)定的含鎂的鋁合金(A5082合金:鎂含量4~5wt%、A5182合金:鎂含量4~5wt %和A5086合金:鎂含量3.5~
4.5wt%)的鎂含量，鋁合金中的鎂含量的上限約為5wt%。
[0034]作為適用本發(fā)明的釬焊品的構(gòu)成，只要例如為如下情況等鋁合金材料的釬焊，則可以為任意的構(gòu)成，
[0035]( I)如熱交換器的散熱片材料或連接器材料那樣，對含鎂的鋁合金的裸材，使用釬接片形態(tài)的焊料或預(yù)加焊料進(jìn)行釬焊的情況，或使用在芯材中添加有鎂的釬接片形態(tài)的焊料進(jìn)行釬焊的情況；
[0036](2)通過現(xiàn)加焊料在含鎂的鋁合金的配管或塊上釬焊的情況，或使用由焊料將助熔劑包覆制成的管狀的焊絲進(jìn)行釬焊的情況。
[0037]其中，本發(fā)明可以如下表述。
[0038](i) “一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其為將Al - Si共晶合金作為焊料將鋁系材料釬焊時使用的助熔劑，該釬焊用助熔劑的特征在于:其是對包括LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示(LiF mol%,AlF3mol%XsF mol% )的三角座標(biāo)系中，由連接(30，0，70)與(30，70，O)的直線C、連接(31，33.5,35.5)與(51.5,22.5,26)的直線(I)、連接(32.5,28.5,39)與(49，21.5,29.5)的直線(2)和連接(57.5，42.5，O)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)?！?br> [0039](ii) “一種鋁系材料的釬焊用助熔劑的用途，用于將Al - Si共晶合金作為焊料將鋁系材料釬焊時的助熔劑，該釬焊用助熔劑的特征在于:其是對包括LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示(LiFmol%,AlF3mol%,CsF mol%)的三角座標(biāo)系中，由連接(30，0，70)與(30，70，O)的直線 C、連接(31，33.5，35.5)與(51.5，22.5，26)的直線(I )、連接(32.5，28.5，39)與(49，21.5，29.5)的直線(2)和連接(57.5,42.5，O)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)?！?br> [0040](iii) “一種釬焊用助熔劑的使用方法，在將Al - Si共晶合金作為焊料將鋁系材料釬焊時，一并使用鋁系材料的釬焊用助熔劑，該釬焊用助熔劑的特征在于:其是對包括LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制，使得這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表不(LiFmol %、AlF3mol %、CsF mol % )的三角座標(biāo)系中，由連接(30,0, 70)與(30,70，O)的直線 C、連接(31，33.5,35.5)與(51.5,22.5，26)的直線(I)、連接(32.5,28.5,39)與(49，21.5,29.5)的直線(2)和連接(57.5,42.5，O)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍(但不包括C線上)。”
[0041]實(shí)施例
[0042]下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0043]實(shí)施例1
[0044]首先，制備具有表1所示的組成比的助熔劑粉末。接著，準(zhǔn)備寬度50mmX長度50mm X厚度Imm且鎂含量為2.2~2.8重量％的招系材料A5052合金板。
[0045]如圖2所示，在A5052合金板(I)的表面放置由A4047合金構(gòu)成的焊料(2) 130mg和助熔劑(3)60~130mg，利用煤氣燈從下部進(jìn)行加熱，評價焊料的潤濕擴(kuò)展。將結(jié)果示于表1。
[0046][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁系材料的釬焊用助熔劑，其特征在于: 其是對包含LiF、AlF3和CsF的助熔劑進(jìn)行調(diào)制使這三種成分的組成成為如下范圍而得到的，該范圍是在表示(LiF mol%,AlF3mol%XsF mol % )的三角座標(biāo)系中，由連接(30，.0,70)與(30，70，O)的直線 C、連接(31，33.5,35.5)與(51.5,22.5,26)的直線(I)、連接(32.5,28.5，39)與(49，21.5,29.5)的直線(2)和連接(57.5,42.5，0)與(57.5,0,42.5)的直線(3)構(gòu)成的4條直線所圍成的范圍，但不包括在C線上。
【文檔編號】B23K35/363GK103648709SQ201280033273
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月11日
【發(fā)明者】長榮孝弘 申請人:第一稀元素化學(xué)工業(yè)株式會社