一种新型热熔焊接材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型热熔焊接材料及其制备方法，属于化工材料【技术领域】。它是由以下重量份数的组分制备而成：氧化铜60～90份、氧化亚铜10～30份、铝20～40份、氟化钙2～18份、铜20～40份、锰1～9份、氧化镁0.2～8份和硅0.2～8份。本发明的有益效果是：能提高焊接头的强度，无气泡，不易腐蚀，降低焊接时的噪音和易让焊渣从熔模中脱落。
【专利说明】一种新型热熔焊接材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工材料【技术领域】，具体涉及一种新型热熔焊接材料及其制备方法。【背景技术】
[0002]热熔焊接是利用金属化合物之间的反应产生高温，通过过热的熔融金属，直接或间接加热工作，在特制的石墨磨具的型腔中形成一定的性状、尺寸，符合工艺要求的熔焊接头。该法可以进行铜和铜、铜和钢、铜和镀锌钢、相同金属或不同金属之间的焊接。
[0003]现有主要有铜导体热熔焊剂和铝导体热熔焊剂两大类产品，在使用过程中，存在着如下缺点:(1)焊接点牢固性差，焊接好后易发生断裂；(2)焊接时响声太大，影响操作人员的身体健康；(3)焊接点不光滑，焊渣脱落不干净。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种新型热熔焊接材料，能提高焊接点的牢固性，降低响声。
[0005]本发明的另一目的是提供该热熔焊接材料的制备方法。
[0006]本发明所采取的技术方案是一种新型热熔焊接材料，它是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜60?90份、氧化亚铜10?30份、招20?40份、氟化韩2?18份、铜20?40份、锰I?9份、氧化镁0.2?8份和硅0.2?8份。
[0007]作为优选，本发明热熔焊接材料是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜65?75份、氧化亚铜15?25份、铝25?35份、氟化钙5?15份、铜25?35份、锰3?7份、氧化续I?5份和娃I?5份。
[0008]作为优选，本发明热熔焊接材料是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜70份、氧化亚铜20份、铝30份、氟化钙10份、铜30份、锰5份、氧化镁2份和硅3份。
[0009]作为优选，所述氧化铜为片状氧化铜。试验证明，片状氧化铜优于颗粒状的氧化铜，能使反应更加充分，反应完成后没有残渣，从而可提高氧化铜的利用率。
[0010]作为优选，所述片状氧化铜为20目片状氧化铜、40目片状氧化铜、60目片状氧化铜、80目片状氧化铜、100目片状氧化铜或这些片状氧化铜的任意混合物。试验证明，采用不同粒度的片状氧化铜共同使用，在有限的空间内能降低组分间的缝隙，从而可提高反应温度和增加反应的纯铜水。
[0011]作为优选，所述铝为片状铝。试验证明，片状铝优于颗粒状铝，能使反应更加充分。
[0012]作为优选，所述片状铝为60目片状铝、80目片状铝、150目片状铝、200目片状铝或这些片状铝的任意混合物。采用不同粒度的片状铝以任意比例混合，自由搭配，可以调节反应温度，以便适应不同材料之间的焊接。
[0013]作为优选，所述铜为60目铜粉或80目铜粉中一种，或它们的混合物。
[0014]作为优选，所述氟化钙为200目氟化钙粉末；所述锰为200目锰粉；所述氧化镁为200目氧化镁粉；所述硅为200目硅粉。
[0015]该热熔焊接材料的制备方法，包括以下步骤:将氧化铜、氧化亚铜、铝、氟化钙、铜、锰、氧化镁和硅混匀，即得。
[0016]本发明热熔焊接材料是以氧化铜、氧化亚铜、铝、氟化钙、铜、锰、氧化镁和硅为组分，经科学配伍，通过各组分间相互结合，能提高焊接头的强度，降低焊接时的噪音和容易使焊渣从熔模中脱落。
[0017]其中，氧化铜、氧化亚铜和铜相互结合，可以增加铜水，降低反应所需温度，同时降低焊接时的响声。铝能根据焊接材料的不同来调节反应温度。氟化钙能有效使焊渣脱落。锰和硅能提高韧性，使焊接点坚硬而富有弹性，提升抗拉力和抗氧化。氧化镁作为催化剂，可使反应充分完全，还可降低焊接噪音。硅能使焊接点耐高温，提高韧性和抗氧化的作用。
[0018]本发明的工作原理是:以金属铜和金属铁之间进行焊接为例进行说明。金属铜和金属铁的焊接属于异质金属的高熔点焊接，因此在焊接时，用焊接材料填满连接处的间隙，形成连接金属的合金。
[0019]氧化物分解与铝热还原反应同步进行，反应过程如下:
[0020]氧化物分解:
[0021 ] 4CuO — 2Cu20+02 ；
[0022]2Cu20 — 4Cu+02 ；
[0023]2Mg0 — 2Mg+02 ；
[0024]4Al+302 — 2A1203 ；
[0025]2CaF2+Si02 — Si F4+2Ca0 ；
[0026]2Ca0 — 2Ca+02 ；
[0027]招热还原反应:
[0028]2Al+3Cu0 — 3Cu+A1203 ；
[0029]2Al+3Mg0 — 3Mg+Al203 ；
[0030]2Al+3Ca0 — 3Ca+Al203 ；
[0031]其中，铝为还原剂，与氧的反应是放出热量的，利用这个反应的高反应热，铝可以从其它氧化物中置换出金属，同时放出热量可以将反应混合物加热至很高的温度(3000°C左右)，也能将产物金属熔化而同氧化铝熔渣分层。
[0032]铜与硅结合使用，具有良好的焊接能力，使金属铜与金属铁焊接时，容易焊接，接面的强度更大；铜与铝混合使用，在600°C以下能发生固相的互溶，形成单相的合金，从而使焊接点的硬度加大，耐磨性和腐蚀性提高，增加焊接面的粘结强度。
[0033]本发明的有益效果是:
[0034](I)本发明热熔焊接材料能降低金属熔点和提高连接性，从而提高焊接头的强度，不容易断裂。
[0035](2)能降低焊接时的噪音，避免熔模裂开，提高熔模的使用期限。
[0036](3)能使焊接点光滑，焊渣从熔模中脱落干净。
[0037](4)本发明热熔焊接材料能对多种不同金属之间进行焊接，焊接后，导电性能好，机械强度高。
[0038](5)能使焊接点不会产生气泡，从而不会影响焊接点的导电和牢固。
[0039](6)由于在焊接材料中添加了硅、锰，并经过反应形成新的合金，能使焊接点不易腐蚀。【具体实施方式】
[0040]为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
[0041]实施例一:
[0042]取20目片状氧化铜10克、40目片状氧化铜10克、60目片状氧化铜10克、80目片状氧化铜20克和100目片状氧化铜20克混匀，备用。
[0043]取60目片状铝10克、80目片状铝10克、150目片状铝5克和200目片状铝5克
混匀，备用。
[0044]再取100目20克氧化亚铜粉末、200目氟化钙粉末10克、60目铜粉30克、200目锰粉5克、200目氧化镁粉2克、200目硅粉3克与上述备用的粉末混匀，得成品。
[0045]实施例二:
[0046]取20目片状氧化铜10克、40目片状氧化铜10克、60目片状氧化铜15克、80目片状氧化铜20克和100目片状氧化铜20克混匀，备用。
[0047]取60目片状铝5克、80目片状铝5克、150目片状铝5克和200目片状铝10克混
勻，备用。
[0048]再取200目氧化亚铜粉末25克、200目氟化钙粉末15克、60目铜粉25克、200目锰粉7克、200目氧化镁粉3克、200目硅粉I克与上述备用的粉末混匀，得成品。
[0049]实施例三:
[0050]取20目片状氧化铜90克、60目片状铝20克、150目氧化亚铜粉末10克、100目氟化钙粉末5克、60目铜粉40克、200目锰粉3克、150目氧化镁粉I克和150目硅粉0.5克混匀，得成品。
[0051]为验证本发明效果，特作以上测试:
[0052]
【权利要求】
1.一种新型热熔焊接材料，其特征在于:它是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜60?90份、氧化亚铜10?30份、铝20?40份、氟化钙2?18份、铜20?40份、锰I?9份、氧化镁0.2?8份和硅0.2?8份。
2.根据权利要求1所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:它是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜65?75份、氧化亚铜15?25份、铝25?35份、氟化钙5?15份、铜25?35份、猛3?7份、氧化镁I?5份和娃I?5份。
3.根据权利要求1所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:它是由以下重量份数的组分制备而成:氧化铜70份、氧化亚铜20份、铝30份、氟化钙10份、铜30份、锰5份、氧化镁2份和硅3份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述氧化铜为片状氧化铜。
5.根据权利要求4所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述片状氧化铜为20目片状氧化铜、40目片状氧化铜、60目片状氧化铜、80目片状氧化铜、100目片状氧化铜或这些片状氧化铜的任意混合物。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述铝为片状招。
7.根据权利要求6所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述片状铝为60目片状铝、80目片状铝、150目片状铝、200目片状铝或这些片状铝的任意混合物。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述铜为60目铜粉或80目铜粉中一种，或它们的混合物。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种新型热熔焊接材料，其特征在于:所述氧化亚铜为100目氧化亚铜粉末；所述氟化钙为200目氟化钙粉末；所述锰为200目锰粉；所述氧化镁为200目氧化镁粉；所述硅为200目硅粉。
10.一种利用权利要求1-9中任一项所述热熔焊接材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:将氧化铜、氧化亚铜、铝、氟化钙、铜、锰、氧化镁和硅混匀，即得。
【文档编号】B23K35/30GK103433646SQ201310403333
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】付佳, 杨礼才 申请人:云南宇恬防雷材料有限公司