CN105081619B

CN105081619B - 刷涂用的钎料膏及其制备工艺和使用方法

Info

Publication number: CN105081619B
Application number: CN201510604229.0A
Authority: CN
Inventors: 温盛发; 陈敬华
Original assignee: BEIJING ANDER TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: Ma'anshan Liuling Technology Co., Ltd
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2035-09-21
Also published as: CN105081619A

Abstract

本发明公开了一种刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份为水基粘结剂20～35份，金属或合金粉末30～40份，水20～40份。此外提供了一种该钎料膏的制备工艺，步骤如下：按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；将水基粘结剂与水倒入容器中，搅拌均匀；加入金属或合金粉末，搅拌均匀，抽真空备用。上述钎料膏的使用方法为：在待钎焊面上刷涂一层钎料膏，用刮板将所述钎料膏刮平，在干燥箱中烘干或自然风干，得到所述待焊中间体；将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。本发明中的钎料膏使钎料不堵孔，粘结强度大且一致。制备工艺简单，节省成本。其特殊的实施方法，能够进一步发挥该钎料膏的优势。

Description

刷涂用的钎料膏及其制备工艺和使用方法

技术领域

本发明涉及钎焊技术领域，尤其涉及刷涂用的钎料膏及其制备工艺和使用方法。

背景技术

金属蜂窝板由于重量轻、强度高、刚性大、稳定性好、隔热隔声，在飞机、列车、船舶、建筑等领域中被广泛的使用。近年来，金属蜂窝与金属孔板连接组成的结构普遍应用于飞行器地面测试。该结构目前采用的连接方式主要有胶粘连接及钎焊连接。胶粘连接方法由于操作简便，曾被广泛运用。然而，其强度、使用寿命以及允许的工作环境在很大程度上受胶粘剂的性能所影响，如涂胶的均匀性、胶对金属孔板的堵塞、胶的老化等。因此胶粘连接方法已难以满足测试所需的更高的温度、寿命及稳定性的要求。

钎焊连接结构，不仅强度高，而且使用环境耐受性强，是一种非常理想的取代胶粘方法。但是钎焊连接方法工艺实施要求较高，目前采用的钎焊连接，没有理想的钎料膏以及钎焊的方法，容易出现焊后强度不足、金属孔板堵塞等问题，影响产品的质量及可靠性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了刷涂用的钎料膏及其制备工艺和使用方法。以达到产品钎焊后强度高、钎料膏不堵塞，提高产品的质量以及可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 20～35份

金属或合金粉末 30～40份

水 20～40份。

其中，所述水基粘结剂在25℃的粘度为275-475CPS。

其中，所述金属或合金粉末的粒度为140～325目。

其次，提供一种上述刷涂用钎料膏的制备工艺，包括如下步骤：

步骤1，按重量份分别称取水基粘结剂、金属或合金粉末、水；

步骤2，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀；

步骤3，加入所述金属或合金粉末，搅拌均匀，抽真空备用，制备成钎料膏。

再次，提供一种上述刷涂用钎料膏的使用方法，包括：

1)制备待焊中间体：在待钎焊面上刷涂一层钎料膏，用刮板将所述钎料膏刮平，在干燥箱中烘干或自然风干，得到所述待焊中间体；

2)钎焊：将待焊中间体与连接件装配，通过真空或炉气氛进行钎焊，连接为一体。

其中，所述待钎焊面为金属蜂窝上的待钎焊面，所述连接件为金属孔板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用水基粘结剂，通过合理调控各成分的重量份数，能够有效的控制固化时间以及钎料膏的粘度，使钎料不堵孔，粘结强度大且一致。制备工艺简单，节省成本。其特殊的刷涂实施方法，能够进一步发挥该钎料膏的优势，提高粘结强度的一致性以及避免堵孔的现象。

附图说明

图1为金属蜂窝与金属孔板的结构示意图；

图2为图1的侧面结构示意图；

图3为本发明中刷涂用钎焊膏的制备工艺流程图。

附图标记说明：

1-金属孔板 2-钎料膏 3-金属蜂窝

具体实施方式

为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对具体实施方式进行如下描述。

实施例1

该刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 30.5份

BNi₂钎料粉 36份

水 33.5份。

其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi₂钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 7.0％，B 3％，Si 4.5％，Fe3％,C 0.04％，P 0.01％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。

本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时275-350CPS，CPS为粘度单位，1CPS＝1mpa˙s。

实施例2

该刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 20份

BNi₂钎料粉 30份

水 20份。

其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi₂钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 6.0％，B 2.75％，Si 4.0％，Fe 2.5％,C 0.02％，P0.015％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。

本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时275-350CPS。

实施例3

该刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 35份

BNi₂钎料粉 40份

水 40份。

其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi₂钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 8.0％，B 3.5％，Si 5.0％，Fe 3.5％,C 0.06％，P0.02％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为1010-1175℃。

实施例4

该刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 32份

BNi₇钎料粉 38份

水 30份。

其中的金属与合金粉末主要采用镍基、铜基钎料，本实施例中采用BNi₇钎料粉，其主要成分以重量百分比计为：Cr 13.0％，P 10.5％，Ni余量。该钎料粉钎焊温度为925-1040℃。

本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时375-475(CPS)。

实施例5

该刷涂用的钎料膏，其包含的成分以及各自的重量份如下：

水基粘结剂 20份

BNi₇钎料粉 30份

水 20份。

本实施例中的金属与合金粉末的平均粒径为140-325目，其中的水基粘结剂采用Cememt 650粘结剂，其粘度为在25℃时375-475CPS。

上述实施例1至5中的粘结剂采用的水基粘结剂，在钎料膏的配置过程中，衡量粘结剂最主要的核心指标主要有两个：粘度及固化时间。水基粘结剂粘度适中，固化时间也适中(自然环境下，固化时间24-72小时，烘干可以加快其固化，控制在3-5小时)。由于金属蜂窝3及金属孔板1钎焊面积一般较大，钎料不能堵孔，需要钎料膏粘度适中，以便其挂附一致；同时也需要其固化时间不能过短(否则涂覆还没完成，就已经板结)。水基粘结剂具备了上述两个关键特性。而且刷涂用的钎料膏需具备钎料膏一致性好，刷涂后，钎料膏附着量一致性好，附着力足够强，以免发生流动，影响添加的一致性。在实施例1-5的成分配比既能保证钎料膏各成分的均匀混合，而且在刷涂时，能够保证钎料膏完全附着在待钎焊面上，附着力足够，不发生明显流动。用上述的钎料膏刷涂备件后，能保证备件上的钎料膏24小时内向下流动小于4mm，备件在100℃温度烘干能保证5小时内达到真空钎焊所需的固化程度。请参阅图1和图2，其分别为金属蜂窝和金属孔板的结构示意图，及其侧面结构示意图，钎料膏刷涂在金属蜂窝3上，因此由于具有上述性质，钎料膏的粘度相对较大，从上面向孔中流动的距离很短，因此不会发生堵孔的情况，而且由于上述的重量配比，使钎料膏各个成分均匀混合，因此其强度分布一致。

在实施例1至5中的水基粘结剂与金属或合金粉末还可以选取其他种类的，选取的原则为：备件刷涂上钎料膏2并固化后，需要真空炉加热，粘结剂先挥发，到达温度后，金属或合金粉末熔化，由此起到连接金属蜂窝3及金属孔板1的作用，这也是比一般采用胶粘连接方法更加牢固的原因。因此，水基粘结剂和金属或合金粉末的选取一定要遵循其熔点比备件(金属蜂窝3以及金属孔板1)的熔点要低。

对于真空钎焊，金属或合金粉末的粒度选择是非常重要的，粒度过小，金属或合金粉末将难以挂附在需要连接的部位(如缝隙处)；而粒度过大，金属或合金粉末不均匀，真空钎焊后其强度一致性较差。通过反复的实验与研究，最终确定本发明中的金属或合金的粒度范围为140-325目。

实施例6

如图3所示，其为本发明中制备刷涂用钎焊膏的工艺流程图，具体步骤为：

步骤2，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀；

其中的水基粘结剂、金属或合金粉末为实施例1-5中的任一种。在步骤3中，加入金属或合金粉末，搅拌均匀，抽真空备用，此处的抽真空主要是为了将钎料膏中残留的气泡抽走，使其在钎焊加热的过程中，金属或合金粉末熔化后无气孔，熔合更好，增加钎焊后备件强度的一致性。

实施例7

本实施例提供一种上述刷涂用钎料膏的使用方法，包括：

利用上述刷涂方法能够将钎料膏均匀的涂抹在钎焊面上，本实施例以金属蜂窝3与金属孔板1为例，将该钎料膏2刷涂在金属蜂窝3的待钎焊面上，并用刮板刮平，在干燥箱中烘干或自然风干，得到待钎焊中间体，将金属孔板盖在该钎焊面上，采用电阻点焊方式装配，之后可进行真空钎焊或炉气氛钎焊，该钎焊温度根据金属或合金粉末的熔点以及金属蜂窝3、金属孔板1的熔点设定。例如，采用实施例1至3中的钎料膏2(含BNi2钎料粉)进行真空钎焊的具体过程为：抽真空后在550℃保温0.5-1h，随后升温至950℃保温0.5h，最后升温至1040℃保温10-15min，随后，冷却至开炉。采用实施例4至5中的钎料膏2(含BNi7钎料粉)进行真空钎焊的具体过程为：抽真空后在550℃保温0.5-1h，随后升温至850℃保温0.5h，最后升温至950℃保温10-15min，随后，冷却至开炉。

目前对于金属蜂窝3、金属孔板1的连接均是采用非钎焊手段，即采用胶直接粘合固化后使用，固化温度一般200-300℃，为物理方式结合，因此其使用寿命较短，强度较低，并且只能在常温下使用。但是如果采用钎焊，由于钎料膏的问题，不能均匀的涂覆在待钎焊面上，而且粘度不适当，容易出现堵孔，强度一致性较差，制造难度大，使产品的报废率高。因此本发明中的钎料膏以及是用方法配合解决了上述缺陷。而且使用本发明的钎料膏钎焊制造的结构，经爬鼓试验测试强度≥20N/cm，其强度为胶粘结构强度2倍以上，使用温度可达400℃以上(胶粘蜂窝使用温度不得超过150℃)，同时该结构可运用于各种复杂的地面测试环境中。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种刷涂用的钎料膏，其特征在于，其包含的成分以及各自的重量份如下：

按重量分别称取水基粘结剂20～35份，金属或合金粉末30～40份，水20～40份，将所述水基粘结剂与所述水倒入容器中，搅拌均匀，加入所述金属或合金粉末，搅拌均匀，抽真空备用，制备成钎料膏；

所述金属或合金粉末为BNi₂或BNi₇钎料粉，其中所述BNi₂钎料粉的成分以重量百分比计为：Cr 7.0％，B 3.0％，Si 4.5％，Fe 3％，C 0.04％，P 0.01％，Ni余量，或Cr 6.0％，B2.75％，Si 4.0％，Fe 2.5％，C 0.02％，P 0.015％，Ni 余量，或Cr 8.0％，B 3.5％，Si5.0％，Fe 3.5％，C 0.06％，P 0.02％，Ni余量，所述BNi₂钎料粉采用的水基粘结剂在25℃的粘度为275-350CPS；所述BNi₇钎料粉的成分以重量百分比计为：Cr 13.0％，P 10.5％，Ni余量，所述BNi₇钎料粉采用的水基粘结剂在25℃的粘度为375-475CPS。

2.根据权利要求1所述的刷涂用的钎料膏，其特征在于，所述金属或合金粉末的粒度为140～325目。

3.一种权利要求1-2任一所述的刷涂用钎料膏的使用方法，其特征在于，包括：

1)制备待焊中间体：在待钎焊面上刷涂一层钎料膏，用刮板将所述钎料膏刮平，在100℃的干燥箱中烘干3-5小时，或自然风干24-72小时，得到所述待焊中间体；

4.根据权利要求3所述的刷涂用钎料膏的使用方法，其特征在于，所述待钎焊面为金属蜂窝上的待钎焊面，所述连接件为金属孔板。