專利名稱:難焊金屬的預(yù)刷鍍釬焊法的制作方法
本發(fā)明屬于用刷鍍和釬焊復(fù)合工藝連接金屬材料的方法。
目前，有許多材料是不易釬焊的，原因是這些材料不能被釬料潤(rùn)濕，有時(shí)，用釬焊連接異種材料時(shí)，常遇到一種釬料不能同時(shí)潤(rùn)濕兩種材料。為此，要解決難焊金屬的釬焊問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是解決其潤(rùn)濕問(wèn)題。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外都致力于研究材料的潤(rùn)濕機(jī)理。航天工業(yè)部首都機(jī)械廠在解決鑄鐵釬焊時(shí)，提出了化學(xué)鍍的方法，即先預(yù)鍍一層銅再進(jìn)行釬焊。這種方法的缺點(diǎn)在于化學(xué)鍍的鍍層與基體結(jié)合力差，而且沉積速度慢。英國(guó)國(guó)際錫研究所C.J.Thwaites在1982年出版的《Capillary Join-ing-Brazing and Soft-Soldering》中介紹了用錫或富錫釬料熱浸潰法預(yù)敷一層釬料的方法，此法工藝復(fù)雜，浸潰時(shí)對(duì)原材料有熱影響，所以只能在大批量生產(chǎn)，大面積釬焊時(shí)用。美國(guó)專利2，437，409提出了用有槽電鍍法預(yù)沉積易釬焊鍍層，較好地解決了難焊金屬的釬焊問(wèn)題。但電鍍時(shí)整個(gè)工件需浸入鍍槽內(nèi)。不需要釬焊部分還要遮蔽，不能用于大件和復(fù)雜件，因此使用受到限制。
本發(fā)明的任務(wù)就是要提供一種工藝簡(jiǎn)單，不用鍍槽能局部預(yù)沉積易釬焊金屬的方法。
本發(fā)明的要點(diǎn)是，預(yù)沉積易釬焊金屬是通過(guò)刷鍍實(shí)現(xiàn)的。其工藝過(guò)程如下1.清潔待焊表面先用鋼絲刷、砂布、砂條等機(jī)械方法修整基本金屬表面，然后用丙酮或酒精等化學(xué)試劑清理表面，使待焊表面的光潔度達(dá)
4-
6。
2.電化學(xué)除油用堿性水溶液通電涂刷工件表面，工件接負(fù)極，刷鍍筆接正極。堿性水溶液以氫氧化鈉的水溶液為最好，其中至少含一種碳酸鹽，這種碳酸鹽以碳酸鈉為最好。
堿性水溶液的最佳配方為氫氧化鈉 60g/l碳酸鈉 40g/lpH＞14 呈無(wú)色透明3.電化學(xué)活化工件表面用酸性水溶液退除工件的氧化膜及影響鍍層結(jié)合力的雜質(zhì)(如游離石墨等)。此時(shí)工件可接負(fù)極，也可接正極，視基本材料而定。酸性水溶液以鹽酸水溶液為最好，其中至少含一種氯化物，這種氯化物以氯化鈉為最好。
酸性水溶液的最佳配方為鹽酸(濃) 42ml/l氯化鈉 150g/l甲基紅(0.1%) 5-8滴/l如果基體材料是鑄鐵，還需再用第二種酸性水溶液處理，以酒石酸鈉水溶液為最好，其中至少含一種有機(jī)酸，這種有機(jī)酸以冰醋酸為最好。
這種酸性水溶液的最佳配方為酒石酸鈉 150-200g/l冰醋酸 10ml/l次甲基藍(lán)(0.4%) 3-5滴/lpH＝3.8-4.2 呈淡藍(lán)色4.刷鍍易釬焊金屬刷鍍銅、鎳、鋅、鈷等均可，最好是銅或鎳。用鍍筆在待焊部位作相對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)，此時(shí)鍍筆(接正極)包套里的電鍍?nèi)芤褐械慕饘匐x子在電場(chǎng)力作用下，沉積到作為負(fù)極的工件上，隨著時(shí)間的推移鍍層增厚，一般鍍層的厚度為1-150μm，最好為10μm。
如刷鍍的是銅，電鍍?nèi)芤鹤詈檬菈A性銅，其成份如下硫酸銅 250g/l乙二胺(70%) 250g/l氨三乙酸 150g/l硝酸銨 50g/l硫酸鈉 20g/lpH＝7-8，呈紫藍(lán)色如刷鍍的是鎳，電鍍?nèi)芤鹤詈糜锰厥怄囁㈠內(nèi)芤夯蚩焖冁囁㈠內(nèi)芤骸?br>特殊鎳刷鍍?nèi)芤旱某煞菔橇蛩徭?六結(jié)晶水) 330g/l氨基乙酸 20g/l冰醋酸 30ml/l用1∶1鹽酸調(diào)節(jié)pH＝0.8-1，呈深綠色快速鎳刷鍍液的成份是硫酸鎳(六結(jié)晶水) 265g/l檸檬酸銨 100g/l醋酸銨 30g/l用濃氨水調(diào)節(jié)pH＝7.2-7.5呈藍(lán)綠色5.釬焊連接工件此時(shí)需根據(jù)工件對(duì)連接強(qiáng)度的要求，選用相應(yīng)的釬料和釬劑，將工件連接起來(lái)。
本發(fā)明通?？捎糜阼T鐵或鑄鋁的焊接，也可用于其他焊接性能不好的金屬材料的焊接，如鈦、鉬、鉭、鈮、鎢、不銹鋼和高溫合金等。
本發(fā)明不僅可用于同種金屬的焊接，也可用于異種金屬的焊接，通常用于航空工業(yè)，如鋁-鈦、鋁-鋯、鋁-鉭、鋁-鎢、鋁-鉬、鋁-銅、鋁-銀、鋁-鎘和鋁-鉛等的焊接。本發(fā)明還可用于陶瓷的焊接，瓷件經(jīng)過(guò)金屬化燒結(jié)上鉬或鎢，由于一般釬焊對(duì)金屬化層的潤(rùn)濕性差，故需刷鍍上一層鎳，然后再行焊接。
采用本發(fā)明解決了難焊金屬的釬焊問(wèn)題，而且操作簡(jiǎn)單，不受工件大小、場(chǎng)地、設(shè)備和工人技術(shù)水平限制。刷鍍層的結(jié)合力大于24kgf/mm2，已達(dá)到普通有槽電鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。釬焊時(shí)，鍍層金屬和基體金屬相互擴(kuò)散，還可進(jìn)一步提高結(jié)合力。
實(shí)施例一解放CA-10B型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(灰口鑄鐵)水套凍裂的修復(fù)。其實(shí)施步驟如下用堿水清洗，沿裂縫開(kāi)坡口，打磨修整坡口。經(jīng)電解除油，電化學(xué)活化后，刷鍍上一層10μm快速鎳鍍層，然后用HL55錫鉛焊料釬焊，填補(bǔ)裂縫。
實(shí)施例二機(jī)床床身導(dǎo)軌面劃傷的修復(fù)。其實(shí)施步驟如下修整劃傷部位，使劃痕凹坑園滑過(guò)渡。用丙酮等清洗除油，電解除油和電化學(xué)活化后刷鍍上一層10μm厚的快速鎳鍍層。然后釬焊填凹坑，刮平后刷鍍一層快速鎳罩面，刮研修平即可。
權(quán)利要求
1.一種用預(yù)沉積易釬焊鍍層使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，本發(fā)明的特征是在被連接金屬基體上，預(yù)先刷鍍一層易釬焊金屬薄膜作為過(guò)渡層，然后用釬焊方法將分離的兩部分連接起來(lái)。
2.一種按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的預(yù)先刷鍍一層易釬焊金屬薄膜的工藝過(guò)程是清潔、電化學(xué)除油、電化學(xué)活化表面和刷鍍易釬焊金屬薄膜。
3.一種按照權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的清潔工藝是先用機(jī)械方法修整表面，然后用丙酮試劑清洗表面。
4.一種按照權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的電化學(xué)除油工藝是用堿性水溶液通電涂刷工件表面。
5.按照權(quán)利要求
4所說(shuō)的電化學(xué)除油工藝，其特征是所說(shuō)的堿性水溶液是含有氫氧化鈉的水溶液，且其中至少含一種碳酸鹽。
6.按照權(quán)利要求
5所說(shuō)的碳酸鹽，其特征是碳酸鈉。
7.一種按照權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的電化學(xué)活化表面工藝是用酸性水溶液通電涂刷工件表面。
8.按照權(quán)利要求
7所說(shuō)的電化學(xué)活化表面工藝，其特征是所說(shuō)的酸性水溶液是鹽酸水溶液，且其中至少含一種氯化物。
9.按照權(quán)利要求
8所說(shuō)的氯化物，其特征是氯化鈉。
10.按照權(quán)利要求
7所說(shuō)的電化學(xué)活化表面工藝，其特征是所說(shuō)的酸性水溶液是酒石酸鈉水溶液，且其中至少含一種有機(jī)酸。
11.按照權(quán)利要求
10所說(shuō)的有機(jī)酸，其特征是冰醋酸。
12.按照權(quán)利要求
1所述的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的易釬焊金屬薄膜是銅或鎳。
13.按照權(quán)利要求
12所述的易釬焊金屬銅膜，其特征是用堿性銅刷鍍?nèi)芤核㈠兌傻摹?br>14.按照權(quán)利要求
13所述的堿性銅刷鍍?nèi)芤?，其特征是硫酸銅水溶液，其中絡(luò)合劑至少含有乙二胺和氨三乙酸，且輔助鹽至少含有硝酸銨和硫酸鈉。
15.按照權(quán)利要求
12所述的易釬焊金屬鎳膜，其特征是用特殊鎳或快速鎳刷鍍?nèi)芤核㈠兌傻摹?br>16.按照權(quán)利要求
15所述的特殊鎳刷鍍?nèi)芤?，其特征是硫酸?六結(jié)晶水)水溶液，且其中至少含絡(luò)合劑氨基乙酸和冰醋酸。
17.按照權(quán)利要求
15所述的快速鎳刷鍍?nèi)芤?，其特征是硫酸?六結(jié)晶水)水溶液，且其中至少含絡(luò)合劑檸檬酸銨和緩沖劑醋酸銨。
18.按照權(quán)利要求
1所述的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的焊接性能不好的金屬是鑄鐵或鑄鋁。
19.按照權(quán)利要求
1所述的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征在于所說(shuō)的焊接性能不好的金屬是異種金屬。
20.按照權(quán)利要求
19所述的異種金屬，其特征是鋁-鈦、鋁-鋯、鋁-鉭、鋁-鎢、鋁-鉬、鋁-銅、鋁-銀、鋁-鎘和鋁-鉛。
21.按照權(quán)利要求
19所述的異種金屬，其特征是經(jīng)過(guò)金屬化燒結(jié)在瓷件上的鉬或鎢和與瓷件連接的金屬。
22.按照權(quán)利要求
1、12所述的使焊接性能不好的金屬材料能夠釬焊的方法，其特征是所說(shuō)的易釬焊金屬薄膜的厚度為1μm至150μm，最好是10μm。
專利摘要
一種難焊金屬的預(yù)刷鍍釬焊法是在金屬基體上預(yù)先刷鍍上一層易釬焊金屬薄膜，然后再用釬焊連接金屬。刷鍍易釬焊金屬薄膜的厚度為1μm至150μm。其優(yōu)點(diǎn)是工藝和所需設(shè)備簡(jiǎn)單(不用鍍槽)，不受工件大小和工人技術(shù)水平的限制，適于在現(xiàn)場(chǎng)操作，刷鍍層結(jié)合力大于24kgf/mm
文檔編號(hào)B23K1/20GK85105468SQ85105468
公開(kāi)日1987年1月14日 申請(qǐng)日期1985年7月18日
發(fā)明者梁肇偉 申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan