一种钎焊镁及镁合金用的钎剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接材料领域，特别是指一种钎焊镁及镁合金用的钎剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 镁具有很高的化学活性，氧化性比铝强，并且形成的氧化镁很稳定，较难除去。钎 焊镁及镁合金时，由于氧化膜的存在导致液态钎料难以与母材铺展和润湿，致使得到的钎 焊接头质量较差。去除氧化膜作为钎焊过程中关键步骤，主要方法有钎剂去膜、气体介质去 膜、机械及物理去膜。钎剂作为目前应用最广泛、最有效的去膜方法，在液态钎料和母材润 湿的过程中起主要作用。
[0003] 中国专利文件CN102922174A(【申请号】201210448154. 8)公开了一种焊接含镁铝 合金的钎剂，其组成包括有AlF3-CsF系钎剂，氟化锌及氟化锡；其中AlF3 : CsF (摩尔比） = 42.5 : 47. 5或41.5 : 48. 5;所述各组成的质量百分比为，97. 5~99. 5%的AlF3-CsF, 0. 2~2. 0%的氟化锌，0. 1~0. 5%的氟化锡。但是，上述钎剂在使用过程中，当镁含量较高 时，镁会与钎剂中的氟形成高熔点的氟化镁，导致钎料无法液相化，影响钎焊效果。此外，主 要起去膜作用的CsF的价格较昂贵，大大增加了生产的成本。同时，上述钎剂的熔点较高， 不适于低温钎焊。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中的不足，本发明提供一种熔点低、经济性好的钎焊镁及镁合金用 的钎剂及其应用。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0007] 氯化锌（ZnCl2) 0 %~40 %，氯化铵（NH4Cl) 0 %~40 %，氯化锌（ZnCl2)和氯化铵 (NH4Cl)不同时为零，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0008] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0009] 氯化锌（ZnCl2) 1 %~25 %，氯化铵（NH4Cl) 1 %~30 %，余量为己二酸及不可避免 的杂质。
[0010] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0011] 氯化锌（ZnCl2) 2%~15%，氯化铵（NH4Cl) 2%~20%，余量为己二酸及不可避免 的杂质。
[0012] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0013] 氯化锌（ZnCl2) 3%~8%，氯化铵（NH4Cl) 4%~10%，余量为己二酸及不可避免的 杂质。
[0014] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂还包括1~25%质量百分 比的氯化亚锡（SnCl2)。
[0015] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0016] 氯化锌（ZnCl2) 5%，氯化铵（NH4Cl) 5%，氯化亚锡（SnCl2) 15%，余量为己二酸及 不可避免的杂质。
[0017] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0018] 氯化锌（ZnCl2) 5%，氯化铵（NH4Cl) 5%，氯化亚锡（SnCl2) 10%，余量为己二酸及 不可避免的杂质。
[0019] 根据本发明，优选的，所述的钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原 料组成：
[0020] 氯化锌（ZnCl2) 5%，氯化铵（NH4Cl) 5%，氯化亚锡（SnCl2) 5%，余量为己二酸及不 可避免的杂质。
[0021] 根据本发明，上述钎焊镁及镁合金用的钎剂制备时，将各组分研磨后搅拌混合均 匀即可。但由于氯化锌极易吸水，在进行配制前必须进行脱水处理，现配现用。
[0022] 根据本发明，上述钎焊镁及镁合金用的钎剂，在钎焊镁及镁合金中的应用。同本发 明钎剂配合使用的钎料可为锡锌钎料，优选的，锡锌质量比为（85~95) :(5~15)的钎料。
[0023] 本发明的原理：
[0024] 本发明的钎剂，己二酸作为不可或缺的组分，作为基质控制钎剂的熔点，使钎剂具 有低熔点的优点，从而满足低温钎焊的要求。此外，己二酸含有两个羧基，可以通过皂化反 应与氧化膜作用，起到一定的去膜效果。同时，己二酸作为大分子化合物，具有一定的成膜 性，可以在钎焊过程中形成液态薄膜将待钎焊表面和钎料覆盖，防止去除氧化膜后的金属 与空气接触后被再氧化，并且可以充当其他功能组元的溶剂。氯化锌一方面作为去膜剂，吸 水后与水反应生成的络合物溶解氧化镁；另一方面，由于镁合金的氧化膜疏松不致密且分 布不均匀，加热的重金属盐氯化锌和氯化亚锡可能通过氧化膜较薄处的晶粒中心或者裂缝 渗入，破坏氧化膜与基体的结合；同时Zn2+和Sn2+作为金属离子，其电极电位大于镁的电极 电位，与基体接触后会发生传质反应在镁合金表面析出金属，促进了钎料的润湿能力。氯化 铵的作用主要是进一步降低钎剂的熔点，降低钎剂的粘稠度，减小钎料和钎剂之间的界面 张力，从而促进液态钎料在母材表面的铺展润湿。此外，氯化铵受热后升华会在焊件表面产 生大量的气泡，从而与粘稠的熔融氯化锌形成保护气泡将被钎表面与外界空气隔离，避免 待钎表面受热后的再氧化。
[0025] 本发明的有益效果：
[0026] 1、本发明的钎焊镁及镁合金用的钎剂熔点低，原料廉价易得，经济性好。
[0027] 2、本发明的钎焊镁及镁合金用的钎剂显著地改善了 Sn-Zn系钎料对镁合金的润 湿。
[0028] 3、本发明的钎焊镁及镁合金用的钎剂在钎焊温度260~270°C下具有较好去膜效 果。
【具体实施方式】
[0029] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案进一步具体的说明，但本发明并不限 于这些实施例。
[0030] 实施例中，同所述钎焊镁及镁合金用的钎剂配合的钎料可为锡锌质量比为91 :9 的无铅钎料。
[0031] 实施例1
[0032] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0033] 氯化锌5 %，氯化铵5 %，氯化亚锡5 %，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0034] 本实施例中的钎焊镁及镁合金用的钎剂采用以下方法制备得到：
[0035] 按照本实施例中的氯化锌、氯化铵、氯化亚锡和己二酸的质量百分比称取所需的 分析纯原料，采用机械研磨后搅拌均匀的方法进行配制。将称量好的组分依次放入研钵，使 用研磨棒快速进行反复研磨，后用药匙搅拌均匀，放入磨口瓶中备用或者直接使用。由于氯 化锌极易吸水，在进行配制前必须进行脱水处理，需现配现用。
[0036] 实施例2
[0037] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0038] 氯化铵40 %，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0039] 制备过程同实施例1。
[0040] 实施例3
[0041] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0042] 氯化铵30%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0043] 制备过程同实施例1。
[0044] 实施例4
[0045] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0046] 氯化铵20%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0047] 制备过程同实施例1。
[0048] 实施例5
[0049] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0050] 氯化铵10%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0051] 制备过程同实施例1。
[0052] 实施例6
[0053] 一种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0054] 氯化锌40%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0055] 制备过程同实施例1。
[0056] 实施例7
[0057] -种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0058] 氯化锌30%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0059] 制备过程同实施例1。
[0060] 实施例8
[0061] -种钎焊镁及镁合金用的钎剂，包括以下质量百分比的原料组成：
[0062] 氯化锌20%，余量为己二酸及不可避免的杂质。
[0063] 制备过程同实施例1。
[0064] 实施例9
[0065] -种钎焊镁及镁合