一种钎焊强度高、抗腐蚀性强的锌铝药芯钎料的制作方法

本发明涉及锌铝钎料，尤其是涉及一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料及其制备方法。

背景技术：

铜及其合金具有优良的导电、导热、耐腐蚀和良好的加工成形性能，铝及其合金同样具有密度低、比强度高、低温性能好、热导率和电导率高以及加工性能好等优良品质。目前在汽车、制冷、电力、电子、家电等领域，为发挥铜铝各自的性能优势，又能节约铜材、降低重量和成本，以铝代铜取得了可喜的成就。这些成就的取得很大程度依赖于铜铝焊接技术的发展，尤其是铜铝钎焊技术的不断进步。

锌铝药芯钎料是铜铝钎焊连接的最新技术成果，适宜火焰钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、炉中钎焊等多种钎焊工艺，能较好实现铜铝接头的钎焊连接。

但是，现有锌铝药芯钎料存在一些不足：钎料铝含量低，导致钎料本身强度低且过多的锌易与母材铜形成铜锌脆性相，造成铜铝接头强度低；钎料铝含量低，导致钎料熔化温度低（约382～410℃）、与之匹配的铝钎剂活性温度普遍较高（约500℃），也即钎料熔化了钎剂还没活性，造成钎料钎焊性能差；锌铝钎料在存放过程中受湿热环境和芯部钎剂影响较大，往往随着时间的延长钎料外部和芯部金属皮变黑、钎料变脆、变硬，钎焊性能随之恶化，通常称之为“腐蚀”或“脆化”，腐蚀或脆化的钎料在钎焊过程中易产生夹渣、气孔，使钎着率下降，接头的强度和可靠性得不到保证，严重限制了锌铝药芯钎料的应用。

为解决上述不足，需提高锌铝药芯钎料的钎焊强度和抗腐蚀性；钎焊强度的提高需要提高钎料中的铝含量，但铝含量过高会恶化锌铝药芯钎料的加工性能。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有制备方法的不足，提供一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，本发明钎料金属皮抵抗芯部钎剂和环境气氛的腐蚀性能较好，从而延缓或抑制了钎料“脆化”现象的发生。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量份数分别为：外部金属皮85~90份、钎剂内芯10~15份，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，alf3和rbf的质量份数分别为：alf343份、rbf57份；外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，所述外层的质量份数为25~30份，所述夹心层的质量份数为60~82份。

进一步的，夹心层的质量份数与外层的质量份数比为2.5~3.26。

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料的制备方法，包括以下步骤：

1）、按质量份数计算，称取外层al25~30份，夹心层zn98al60~82份，将称量好的铝熔炼、浇铸成含中心孔的铝铸锭；

2）、将步骤1）中称量好的zn98al合金熔炼成金属液浇铸到步骤1）中的铝铸锭的中心孔内，铸锭冷却后挤压、轧制成具有三层夹心的金属皮；

3）、按质量份数称取alf343份、rbf57份，配制成钎剂内芯，备用；

4）、按质量份数称取步骤2）中制得的外部金属皮85~90份、骤3）中制得的钎剂内芯10~15份，取外部金属皮包覆钎剂内芯，通过轧制、拉拔形成锌铝药芯钎料。

进一步的，步骤1）中铸锭的中心孔的体积与步骤2）中熔炼的zn98al合金金属液的体积相同。

本发明的有益效果主要表现如下：本发明的优点在于以加工性能好的纯al和zn98al合金为原料，制备出外层为纯al、夹心层为zn98al的复合金属带包覆钎剂粉组成锌铝药芯钎料，克服了传统锌铝药芯钎料中al含量高、加工性差的难题；锌铝钎料中al含量提高，铜铝钎缝脆性相减少，接头强度明显提高；锌铝钎料中al含量提高到30%，锌铝钎料熔化温度约为500℃～510℃，而与之相配的alf3和rbf二元共晶钎剂的熔化温度约为486℃左右，钎剂活性温度要高于熔化温度20℃～30℃，则活性温度约为506℃～516℃，二者匹配性好、钎料钎焊性能好；另外，纯al的抗腐蚀性远远优于znal合金，本发明钎料的外部金属皮和芯部接触钎剂的金属皮都是纯铝，其抵抗芯部钎剂和外部环境气氛的腐蚀性能较好，从而延缓或抑制了钎料“脆化”现象的发生。

本发明所述的一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料用于铜铝钎焊时，具有钎焊性能好、钎缝强度高、接头质量好等特点；用于火焰钎焊铜铝异种金属时，具有操作方便，适用性强的特点；另外，本发明钎料与现有锌铝药芯钎料相比，具有优异的抵抗环境气氛影响和钎剂腐蚀的能力，解决了钎料存放期短、钎焊性能易恶化的问题。

附图说明

图1为本发明的端面结构示意图；

图中序号：1、外层，2、夹心层，4、钎剂内芯。

具体实施方式

结合实施例对本发明加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

结合附图所示，一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯4和包覆在钎剂内芯4外的外部金属皮，钎剂内芯4和外部金属皮的质量份数分别为：外部金属皮85~90份、钎剂内芯410~15份，其中，钎剂内芯4由alf3和rbf二元共晶配制而成，alf3和rbf的质量份数分别为：alf343份、rbf57份；外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层1和夹心层2，所述外层1为al，所述夹心层2为zn98al，所述外层1的质量份数为25~30份，所述夹心层2的质量份数为60~82份。

进一步的，夹心层2的质量份数与外层1的质量份数比为2.5~3.26。

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料的制备方法，包括以下步骤：

1）、按质量份数计算，称取外层1al25~30份，夹心层2zn98al60~82份，将称量好的铝熔炼、浇铸成含中心孔的铝铸锭；

2）、将步骤1）中称量好的zn98al合金熔炼成金属液浇铸到步骤1）中的铝铸锭的中心孔内，铸锭冷却后挤压、轧制成具有三层夹心的金属皮；

3）、按质量份数称取alf343份、rbf57份，配制成钎剂内芯4，备用；

4）、按质量份数称取步骤2）中制得的外部金属皮85~90份、骤3）中制得的钎剂内芯410~15份，取外部金属皮包覆钎剂内芯4，通过轧制、拉拔形成锌铝药芯钎料。

进一步的，步骤1）中铸锭的中心孔的体积与步骤2）中熔炼的zn98al合金金属液的体积相同。

实施例2

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮90%、钎剂内芯10%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，alf3和rbf的质量百分数分别为：alf343%、rbf57%；外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为25%，则zn98al层和纯al层质量比为3.26。

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料的制备方法，包括以下步骤：

1）、按质量百分比称取纯al和zn98al合金，先将称取的纯铝块熔炼、浇铸成含中心孔的铝铸锭；

2）、将步骤1）中称量好的zn98al合金熔炼成金属液浇铸到步骤1）中的铝铸锭的中心孔内，铸锭冷却后挤压、轧制成具有三层夹心的金属皮；

3）、按质量百分比称取alf343%、rbf57%，配制成钎剂内芯，备用；

4）、按质量百分比称取步骤2）中制得的外部金属皮90%、骤3）中制得的钎剂内芯10%，取外部金属皮包覆钎剂内芯，通过轧制、拉拔形成锌铝药芯钎料。

进一步的，步骤1）中铸锭的中心孔的体积与步骤2）中熔炼的zn98al合金金属液的体积相同。

实施例3

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮89%、钎剂内芯11%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为26.5%，则zn98al层和纯al层质量比为3。

本发明锌铝药芯钎料的制备方法同实施例2。

实施例4

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮88%、钎剂内芯12%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为27.8%，则zn98al层和纯al层质量比为2.8。

本发明锌铝药芯钎料的制备方法同实施例2。

实施例5

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮87%、钎剂内芯13%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为28.5%，则zn98al层和纯al层质量比为2.7。

本发明锌铝药芯钎料的制备方法同实施例2。

实施例6

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮86%、钎剂内芯14%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为29.2%，则zn98al层和纯al层质量比为2.6。

本发明锌铝药芯钎料的制备方法同实施例2。

实施例7

一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料，该药芯钎料包括钎剂内芯和包覆在钎剂内芯外的外部金属皮，钎剂内芯和外部金属皮的质量百分数分别为：外部金属皮86%、钎剂内芯14%，其中，钎剂内芯由alf3和rbf二元共晶配制而成，外部金属皮为三层夹心金属皮，该三层夹心金属皮包括外层和夹心层，所述外层为al，所述夹心层为zn98al，为使外部金属皮中al质量百分比为30%，则zn98al层和纯al层质量比为2.5。

本发明锌铝药芯钎料的制备方法同实施例2。

本发明的优点在于以加工性能好的纯al和zn98al合金为原料，制备出外层为纯al、夹心层为zn98al的复合金属带包覆钎剂粉组成锌铝药芯钎料，克服了传统锌铝药芯钎料中al含量高、加工性差的难题；锌铝钎料中al含量提高，铜铝钎缝脆性相减少，接头强度明显提高；锌铝钎料中al含量提高到30%，锌铝钎料熔化温度约为500℃～510℃，而与之相配的alf3和rbf二元共晶钎剂的熔化温度约为486℃左右，钎剂活性温度要高于熔化温度20～30℃，则活性温度约为506～516℃，二者匹配性好、钎料钎焊性能好；另外，纯al抗腐蚀性优于znal合金，本发明钎料金属皮抵抗芯部钎剂和环境气氛的腐蚀性能较好，从而延缓或抑制了钎料“脆化”现象的发生。

本发明所述的一种钎焊强度高、抗腐蚀强的锌铝药芯钎料用于铜铝钎焊时，具有钎焊性能好、钎缝强度高、接头质量好等特点；用于火焰钎焊铜铝异种金属时，具有操作方便，适用性强的特点；另外，本发明钎料与现有锌铝药芯钎料相比，具有优异的抵抗环境气氛影响和钎剂腐蚀的能力，解决了钎料存放期短、钎焊性能易恶化的问题。

还需要说明的是，在本文中，诸如ⅰ、ⅱ、ⅲ等关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。