一种自焊一体铜磷焊片及其制备方法与流程

1.本发明涉及钎焊技术中的钎料领域，尤其涉及一种自焊一体铜磷焊片及其制备方法。


背景技术：

2.钎料包括软钎料和硬钎料，熔点低于450℃的钎料称为软钎料，也称为易熔钎料或低温钎料，包括镓基、铋基、铟基、锡基、铅基、镉基、锌基等合金。熔点高于450℃的钎料称为硬钎料，也称为难熔钎料或高温钎料，包括铝基、镁基、铜基、银基、锰基、金基、镍基、钯基、钛基等合金。国内大多数硬钎料生产企业销量最大的产品，主要为铜基钎料和银钎料,在gb/t6418-2008标准中，铜基钎料有高铜合金、铜锌合金、铜磷合金、其它铜合金四个系列46个型号。其中铜磷二元合金钎料具有较低的熔化温度，同时具有自钎性能，深受大多数客户喜欢。但是，在实际使用钎焊机进行钎焊时，钎料和助焊剂是分离的，助焊剂是需要人工添加的，人工添加助焊剂时，难免添加不均匀，这样钎焊的湿润性和流动性就不均匀了，助焊剂没有流到的地方，就需要比较高的钎焊温度，且焊接处容易生成气孔，降低了焊缝抗拉强度，导致焊接产品质量下降，产品的废品率高，现有的铜磷钎料不能满足客户的需要，因此需要对现有的铜磷钎料进行改进。申请人在积累多年实际生产实践经验的基础上,结合市场需求情况，为客户研发出一种自焊一体铜磷焊片，以满足广大客户的实际需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种焊接温度低、流动性及填缝性能好的自焊一体铜磷焊片及其制备方法。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.一种自焊一体铜磷焊片，其特征在于，其由铜磷焊片和粘结在铜磷焊片表面的焊剂料制成，
6.所述铜磷焊片是牌号为hl201，gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的片状铜磷钎料；
7.所述表面的焊剂料由焊剂主料和粘合剂按比例混合制得，所述焊剂主料下列重量份的原料混合制得：硼砂53-56、硼酸28-32、氟硼酸钾9-11、硼酐4-6。
8.优选地，所述焊剂主料和粘合剂的混合质量比为3:6-8。
9.优选地，所述焊剂主料和粘合剂的混合质量比为3：7。
10.优选地，所述粘合剂为硅酸钾钠。
11.优选地，所述铜磷焊片的规格为：400mmx10mmx1.5mm。
12.一种自焊一体铜磷焊片的制备方法，包括以下步骤：
13.(1)铜磷焊片净化处理，将选取的铜磷焊片的表面进行净化处理，去除表面杂质；
14.(2)配制表层焊剂料：按配方比例将焊剂主料和粘合剂充分混合，得到表层焊剂料；
15.(3)将步骤(1)处理好的铜磷焊片完全浸泡于步骤(2)混合好的焊剂料中，待铜磷
焊片的表面被焊剂料完全粘结时，将表层粘结有焊剂料的铜磷焊片取出，置于阴凉处放置一段时间；
16.(4)将步骤(3)阴凉后的粘结有焊剂料的铜磷焊片在放入烘干炉里，在低温状态下烘干；
17.(5)步骤(4)烘干好的铜磷焊片取出，自然冷却至室温，得到成品。
18.优选地，步骤(1)所述的净化处理的具体操作为：第一步、将铜焊片放入盛放有水基清洗剂的电解槽里，以100-130a/dm2的电流密度清洗0.05-0.1s，然后采用碱液冲洗金属表面3-4次，清除表面上的铁屑和油污；第二步，利用流动清水冲洗碱洗后的铜焊片；第三步，将冲洗后的铜焊片采用热风烘干。
19.优选地，步骤(3)所述的铜磷焊片在阴凉处放置时间为1-2小时。
20.优选地，步骤(4)所述的低温烘干温度为50-80℃。
21.优选地，步骤(4)所述的低温烘干时间为2.5小时。优选地，步骤(3)中，tris-hcl缓冲溶液的浓度为10-20mmol/l。
22.本发明的有益效果：
23.本发明采用以铜基钎料为基础内芯钎料，然后在其表面粘结或涂抹上焊剂混合料，最终实现焊剂料和钎料有机地结合在一起，大大提高了焊剂料的助焊功效，克服现有焊剂不能起到完全助焊的缺陷，有效地降低了铜基钎料的焊接温度。
24.同时本发明制得的自焊一体铜磷焊片具有焊接温度低、流动性及填缝性能好的特点。可以提高焊接产品的质量,降低焊接产品的废品率，焊接成品的抗拉强度高，同时焊接方便，能耗低，节约了成本。
具体实施方式
25.以下实施例是对本发明的进一步说明，但绝不是对本发明范围的限制。下面参照实施例进一步详细阐述本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明并不限于这些实施例以及使用的制备方法。而且，本领域技术人员根据本发明的描述可以对本发明进行等同替换、组合、改良或修饰，但这些都将包括在本发明的范围内。
26.实施例1
27.一种自焊一体铜磷焊片，由牌号为hl201，gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的片状铜磷钎料和粘结在铜磷焊片表面的焊剂料制成，
28.其中，表面的焊剂料由焊剂主料和粘合剂硅酸钾钠按3:7的质量比混合制得，所述焊剂主料下列重量份的原料混合制得：硼砂55、硼酸30、氟硼酸钾10、硼酐5，
29.其中，片状铜磷钎料的规格为：400mmx10mmx1.5mm。
30.自焊一体铜磷焊片的制备方法，包括以下步骤：
31.(1)铜磷焊片净化处理，将选取的片状铜磷钎料的表面进行净化处理，去除表面杂质，先将铜焊片放入盛放有水基清洗剂的电解槽里，以100-130a/dm2的电流密度清洗0.05-0.1s，然后采用碱液冲洗金属表面3-4次，清除表面上的铁屑和油污，利用流动清水冲洗碱洗后的铜焊片，最后将冲洗后的铜焊片采用热风烘干，得到净化处理的铜磷焊片；
32.(2)配制表层焊剂料：按配方比例将焊剂主料和粘合剂充分混合，得到表层焊剂料；
33.(3)将步骤(1)处理好的铜磷焊片完全浸泡于步骤(2)混合好的焊剂料中，待铜磷焊片的表面被焊剂料完全粘结时，将表层粘结有焊剂料的铜磷焊片取出，置于阴凉处放置1小时；
34.(4)将步骤(3)阴凉后的粘结有焊剂料的铜磷焊片在放入烘干炉里，在60℃下烘2.5小时；
35.(5)将步骤(4)烘干好的铜磷焊片取出，自然冷却至室温，得到成品。
36.实施例2
37.一种自焊一体铜磷焊片，由牌号为hl201，gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的片状铜磷钎料和粘结在铜磷焊片表面的焊剂料制成，
38.其中，表面的焊剂料由焊剂主料和粘合剂硅酸钾钠按3:6的质量比混合制得，所述焊剂主料下列重量份的原料混合制得：硼砂53、硼酸28、氟硼酸钾9、硼酐4，
39.其中，片状铜磷钎料的规格为：400mmx10mmx1.5mm。
40.自焊一体铜磷焊片的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)铜磷焊片净化处理，将选取的片状铜磷钎料的表面进行净化处理，去除表面杂质；
42.(2)配制表层焊剂料：按配方比例将焊剂主料和粘合剂充分混合，得到表层焊剂料；
43.(3)将步骤(1)处理好的铜磷焊片完全浸泡于步骤(2)混合好的焊剂料中，待铜磷焊片的表面被焊剂料完全粘结时，将表层粘结有焊剂料的铜磷焊片取出，置于阴凉处放置1.5小时；
44.(4)将步骤(3)阴凉后的粘结有焊剂料的铜磷焊片在放入烘干炉里，在50℃下烘2.5小时；
45.(5)将步骤(4)烘干好的铜磷焊片取出，自然冷却至室温，得到成品。
46.实施例3
47.一种自焊一体铜磷焊片，由牌号为hl201，gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的片状铜磷钎料和粘结在铜磷焊片表面的焊剂料制成，
48.其中，表面的焊剂料由焊剂主料和粘合剂硅酸钾钠按3:8的质量比混合制得，所述焊剂主料下列重量份的原料混合制得：硼砂56、硼酸32、氟硼酸钾11、硼酐6，
49.其中，片状铜磷钎料的规格为：400mmx10mmx1.5mm。
50.自焊一体铜磷焊片的制备方法，包括以下步骤：
51.(1)铜磷焊片净化处理，将选取的片状铜磷钎料的表面进行净化处理，去除表面杂质；
52.(2)配制表层焊剂料：按配方比例将焊剂主料和粘合剂充分混合，得到表层焊剂料；
53.(3)将步骤(1)处理好的铜磷焊片完全浸泡于步骤(2)混合好的焊剂料中，待铜磷焊片的表面被焊剂料完全粘结时，将表层粘结有焊剂料的铜磷焊片取出，置于阴凉处放置2小时；
54.(4)将步骤(3)阴凉后的粘结有焊剂料的铜磷焊片在放入烘干炉里，在80℃下烘2.5小时；
55.(5)将步骤(4)烘干好的铜磷焊片取出，自然冷却至室温，得到成品。
56.镶嵌硬质合金刀具实验：
57.实验分为两组，分别为实验组和对照组，实验组用本发明实施例1制得的自焊一体铜磷焊片焊接镶嵌硬质合金刀具，对照组用gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的铜磷钎料加常规焊剂料铜焊粉cj301进行焊接镶嵌硬质合金刀具，两组实验的原材料包括刀体和镶嵌硬质合金的规格及材质完全相同，采用相同的焊接设备，对比焊接过程的焊接温度及焊接后的成品刀的焊缝性能，焊接对比结果见表1，
58.具体操作如下：
59.一、材料准备：取100片平板刀片和100片镶嵌刃口的硬质合金，平板刀片的规格：300mm
×
10mm
×
3mm，平板刀片刀体的材质为gb/t699-2015的20钢，镶嵌刃口的硬质合金材质为yg15，硬质合金的规格为300mmx10.5mmx2mm，将100片平板刀片和100片镶嵌刃口的硬质合金均分为两组，每组各50片平板刀片和镶嵌刃口的硬质合金，实验用到的高频焊接机为安徽滨尔焊材科技有限公司提供，型号为lh-30a。
60.二、焊接：
61.1、将平板刀片刀体20钢铣槽，然后将镶嵌刃口的硬质合金条嵌入到刀体上铣好的槽体里进行装配，使硬质合金条嵌入槽内松紧适中，不能过紧也不能过松，否则将影响焊接质品，焊接前采用喷沙清理刀体槽内和硬度合金表面，对照组：采用gb/t6418-2008型号为bcu93p-b的铜磷钎料加常规焊剂料铜焊粉cj301进行焊接，将焊剂用水稀释至粘稠均匀状，然后涂抹刀体槽体内部，将焊片涂抹均匀焊剂料后置于槽体内，最后将硬质合金条放置在焊片上，卡进刀槽内等待焊接，
62.实验组：直接将本发明实施例1制得的自焊一体铜磷焊片置于槽体内，最后将镶嵌刃口的硬质合金条压入刀槽内等待焊接，
63.2、分别将装好的焊片和硬质合金条的刀体放入高频焊接机上，开启高频焊接机，将电流调到刚好使焊片熔化，焊接完成后将刀体放入保温箱中，进行梯度保温，具体梯度保温操作为：首先在200℃时，保温1小时，然后降温到150℃，再保温1小时，再降温到100℃，保温1小时，保温结束后，失闭保温箱.让其自然冷却至室温，焊接完成后，再对刀体进行调直，对调直后的刀片用金刚石砂轮磨削刃口，将刃口磨到规定的尺寸，然后对初步检验合格的成品刀片按照gb/t 8721-2009要求的方法进行抗拉强度rm的检测，同时检测焊缝的湿润性，结果如下：
64.对照组，以0.8m/min的速度匀速通过高频感应圈，开始焊接，焊接温度为850℃，刀体调直时合金焊缝处出现断裂6片，刃口焊接处有气孔、未焊接透共9片，成品刀片的平均抗拉强度rm为360mpa,焊缝湿润性50-60％。
65.实验组，以1.2m/min的速度匀速通过高频感应圈，开始焊接，焊接温度为780℃，刀体调直时合金焊缝处出现断裂1片，刃口焊接处有气孔、未焊接透共3片，成品刀片的平均抗拉强度rm为415mpa，焊缝湿润性90％-95％。
66.将实验检测结果数据列入表1。
67.表1
[0068][0069]
由上述表1可以看出，本发明的自焊一体铜磷焊片在焊接合金时，焊接温度低，比常规的焊接料降低70℃左右，焊接速度快，焊接速度是常规焊接速度的1.5倍，成品刀片的抗拉强度高，焊缝湿润性，合格率高，成品合格率由70％提高到92％。