本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体的制备方法。
背景技术：
镍基钎料因为含有铬、硅、硼、磷等强化元素，钎料脆性大，成型能力很差，一般以粉末状态供应，然而对于蜂窝状、大面积等特殊结构零件的焊接而言，粉末状钎料带来诸如添加不便、添加量难以掌握等操作工艺的缺点。因此，在镍基钎料的使用过程中，往往将其与适当的成膏体混合而制成膏状钎料进行应用。另外、随着近年来钎焊技术的自动化程度不断提高，膏状钎料因具有使用效率高、易于实现自动化装配等优点而逐渐受到重视。成膏体作为将镍基钎料分体制成膏状钎料的重要成分，是膏状钎料制备的核心组分。
对用于镍基钎料粉体的成膏体有以下要求：与镍基钎料粉体混合制成膏状钎料后，膏状钎料具有良好的储存稳定性，储存期内不沉降、不分层、不团聚；膏状钎料具有合适的粘度；可在储存期内减少镍基钎料的氧化；膏状钎料钎焊后无碳残留。此外，针对xhbni-5镍基钎料的特点，对成膏体有额外的要求。xhbni-5(nicr29p6si4)是一种新型镍基钎料，相对比bni-5具有钎焊温度低、钎缝耐腐蚀性好、流动性及填缝性好的特点，目前在多个领域正在逐步取代bni-5作为钎焊材料。由于xhbni-5镍基钎料粉体以粉体形成进行真空钎焊时，在高真空条件下(真空度不低于1×10-2pa)仍然会形成大量镍、铬的氧化物，导致钎焊失败，因此，成膏体对于xhbni-5镍基钎料粉体的作用不仅仅是简单的载体，而必须有在高温真空钎焊后减少镍基钎料氧化的作用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体的制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述重量百分比称量各组分；水溶性纤维素0.5％-10％；水性丙烯酸树脂0.5％-10％；水溶性添加剂0.5％-30％；聚醋酸乙烯酯树脂5％-20％；去离子水34.5％-59％；润湿剂5％-25％；
(2)将润湿剂加入去离子水中，搅拌均匀，得到成膏体溶剂；
(3)将聚醋酸乙烯酯树脂加入到成膏体溶剂中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物一；
(4)在搅拌下将水性丙烯酸树脂加入混合物一中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物二；
(5)将水溶性添加剂加入混合物二中，升温至60-80℃，搅拌20分钟至完全均匀，得到混合物三；
(6)将水溶性纤维素加入混合物三中，升温至60-80℃，搅拌20分钟至完全均匀，并冷却至室温，得到混合物四；
(7)向混合物四中添加氨水调节ph至8～10，得到用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体。
本发明中，所述水溶性纤维素是羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素或甲基纤维素中的至少一种。
本发明中，所述水性丙烯酸树脂是丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸这四种组分的共聚物，且共聚物中甲基丙烯酸单体的摩尔数占比在10％-80％之间。
本发明中，所述水溶性添加剂是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酸中的至少一种。
本发明中，所述润湿剂是乙二醇、丙二醇、二丙二醇或丙三醇中的至少一种。
本发明水性成膏体的使用方法：
将制备得到的水性成膏体按质量比14:86的比例与xhbni-5(nicr29p6si4)镍基钎料粉体进行混合，得到的膏状钎料用于进行钎料铺展润湿性及残渣测试，测试步骤为：取0.2g钎料置于尺寸为40×40×1mm3的表面经过清洗的304不锈钢板表面中心位置，置于真空钎焊炉进行加入处理，温度1100℃，真空度为10-2pa，加热完成后对钎料润湿铺展及表面残渣情况进行对比观察研究。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的水性成膏体在高温、高真空环境中不会充分分解，而是部分分解，并产生具有还原性的残留物。该残留物与xhbni-5镍基钎料中的氧化物能在高温高真空条件下发生反应，将氧化物还原为金属，从而有效解决了xhbni-5镍基钎料粉体在高温真空钎焊后出现的氧化问题。
2、本发明的水性成膏体与镍基钎料混合制成膏状钎料后符合常规产品要求，具有良好的储存稳定性，储存期内不沉降、不分层、不团聚；膏状钎料具有合适的粘度；可在储存期内减少镍基钎料的氧化，膏状钎料钎焊后无碳残留。
附图说明
图1为效果验证试验中三个样本用于钎焊后的铺展及残渣情况图。
图中a为样品一、b为样品二、c为样品三。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体，由以下重量含量的成分组成：
羟丙基甲基纤维素：0.5％
水性丙烯酸树脂：0.5％
聚乙烯醇：30％
聚醋酸乙烯酯树脂：5％
去离子水：59％
乙二醇：5％
本实施例中，水性丙烯酸树脂中甲基丙烯酸单体摩尔数占比在10％；
本实施例中的水性成膏体通过下述方式制备获得：
(1)按所述重量百分比称量各组分；
(2)将乙二醇加入去离子水中，搅拌均匀，得到成膏体溶剂；
(3)将聚醋酸乙烯酯树脂加入到成膏体溶剂中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物一；
(4)在搅拌下将水性丙烯酸树脂加入混合物一中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物二；
(5)将聚乙烯醇加入混合物二中，升温至60℃，搅拌20分钟至完全均匀，得到混合物三；
(6)将羟丙基甲基纤维素加入混合物三中，升温至60℃，搅拌20分钟至完全均匀，并冷却至室温，得到混合物四；
(7)向混合物四中添加氨水调节ph至8，得到用于膏状xhbni-5镍基钎料的成膏体。
实施例2:
用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体，进一步的，本发明所述的水性成膏体由以下重量含量的成分组成：
羟乙基纤维素：10％
水性丙烯酸树脂：10％
聚丙烯酸：0.5％
聚醋酸乙烯酯树脂：20％
去离子水：34.5％
丙二醇：25％
所述水性丙烯酸树脂中甲基丙烯酸单体摩尔数占比在80％；
本实施例中的水性成膏体通过下述方式制备获得：
(1)按所述重量百分比称量各组分；
(2)将润湿剂加入去离子水中，搅拌均匀，得到成膏体溶剂；
(3)将聚醋酸乙烯酯树脂加入成膏体溶剂中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物一；
(4)在搅拌下将水性丙烯酸树脂加入混合物一中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物二；
(5)将聚丙烯酸加入混合物二中，升温至80℃，搅拌20分钟至完全均匀，得到混合物三；
(6)将羟乙基纤维素加入混合物三中，升温至80℃，搅拌20分钟至完全均匀，并冷却至室温，得到混合物四；
(7)向混合物四中添加氨水调节ph至10，得到用于膏状xhbni-5镍基钎料的成膏体。
实施例3:
用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体，进一步的，本发明所述的水性成膏体由以下重量含量的成分组成：
羧甲基纤维素：1.5％
水性丙烯酸树脂：4.5％
聚甲基丙烯酸：10％
聚醋酸乙烯酯树脂：10％
去离子水：59％
二丙二醇：15％
所述水性丙烯酸树脂中甲基丙烯酸单体摩尔数占比在40％；
本实施例中的水性成膏体通过下述方式制备获得：
(1)按所述重量百分比称量各组分；
(2)将润湿剂加入去离子水中，搅拌均匀，得到成膏体溶剂；
(3)将聚醋酸乙烯酯树脂加入成膏体溶剂中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物一；
(4)在搅拌下将水性丙烯酸树脂加入混合物一中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物二；
(5)将聚甲基丙烯酸加入混合物二中，升温至70℃，搅拌20分钟至完全均匀，得到混合物三；
(6)将羧甲基纤维素加入混合物三中，升温至70℃，搅拌20分钟至完全均匀，并冷却至室温，得到混合物四；
(7)向混合物四中添加氨水调节ph至9，得到用于膏状xhbni-5镍基钎料的成膏体。
实施例4
用于膏状xhbni-5镍基钎料制备的水性成膏体，由以下重量含量的成分组成：
羟丙基甲基纤维素：6.5％
水性丙烯酸树脂：6.5％
聚乙烯醇：30％
聚醋酸乙烯酯树脂：5％
去离子水：47％
丙三醇：5％
本实施例中，水性丙烯酸树脂中甲基丙烯酸单体摩尔数占比在10％；
本实施例中的水性成膏体通过下述方式制备获得：
(1)按所述重量百分比称量各组分；
(2)将乙二醇加入去离子水中，搅拌均匀，得到成膏体溶剂；
(3)将聚醋酸乙烯酯树脂加入到成膏体溶剂中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物一；
(4)在搅拌下将水性丙烯酸树脂加入混合物一中，搅拌5分钟至完全均匀，得到混合物二；
(5)将聚乙烯醇加入混合物二中，升温至60℃，搅拌20分钟至完全均匀，得到混合物三；
(6)将羟丙基甲基纤维素加入混合物三中，升温至60℃，搅拌20分钟至完全均匀，并冷却至室温，得到混合物四；
(7)向混合物四中添加氨水调节ph至8，得到用于膏状xhbni-5镍基钎料的成膏体。
发明效果验证
1、将实施例1制备得到的水性成膏体按质量比14:86的比例与xhbni-5(nicr29p6si4)镍基钎料粉体进行混合，膏状钎料用于不锈钢的真空钎焊，记为样品一。
2、以产品型号为vittabraze-gel的常规成膏体(vittacorporation)与xhbni-5(nicr29p6si4)镍基钎料粉体进行混合，膏状钎料用于不锈钢的真空钎焊，其使用量和钎焊操作与前者相同，记为样品二。
3、以xhbni-5(nicr29p6si4)镍基钎料粉体用于不锈钢的真空钎焊，其使用量和钎焊操作与前者相同，记为样品三。
4、取三种操作方式获得的钎焊产品，进行钎料铺展润湿性及残渣测试，测试步骤为：取0.2g钎料置于尺寸为40×40×1mm3的表面经过清洗的304不锈钢板表面中心位置，置于真空钎焊炉进行加入处理，温度1100℃，真空度为10-2pa，加热完成后对钎料润湿铺展及表面残渣情况进行对比观察研究检测，各样品用于钎焊后的铺展及残渣情况如图1所示，图中a为样品一、b为样品二、c为样品三。样品二和样品三的铺展物中央为残渣。
从图中可以看出，与现有技术中的成膏体相比，采用本发明水性成膏体制备的膏状钎料后，将其用于不锈钢的真空钎焊操作，有效解决了xhbni-5(nicr29p6si4)镍基钎料粉体在高温真空钎焊后出现的氧化问题。与现有成膏体相比，应用本发明的水性成膏体能够大幅提升钎料铺展润湿性能，并且相比于现有成膏体可以更加有效地减少焊接后出现的氧化物残渣，其技术效果相对而言是十分显著的。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。