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锡的软钎剂
时间: 2018-11-03 11:54 浏览次数:
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锡的软轩剂 Fluxes for Aluminum Soldering


1.无机反应型铝软钎剂

  • 这种类型的钎剂早在丨924年即见有专利及文献报道直到现代仍有应用。主要是皮用 ZnCl2、SnClj. NH4Cl等几种盐组成的混盐。由于 它们的熔化温度很低(170 -200^)处于软钎焊 的温度范围。在其中常加人一些觝化物作为破膜剂 而成为软钎剂。无机反应型铝软针剂常用的熔盐体 系如图2-18所示m】。这种钎剂由于基质用的就是 重金属盐,含里很高,钎焊时它会与铝及面反应析 出金属而'加强了活性,但与此同时还析出多黾的副 产物A1F3,混合/黏度较卨的钎剂而呈泡沫状, 将焊点周围弄得很脏,钎焊过程不很顺利。此外还 有淸洗不净容易引起腐蚀的问题。及2-9列出了一 些反应型铝软钎剂的实配方。

表2-9 —些反应型铝软钎剂的实际配方 Table 2-9 Some reactive fluxes for aluminum soldering

序号

代号

成分(质1:分数,%)

熔化 温度/t

特殊应用

文献

1

 

ZiiCl2 ( 55 ),SnCl2 (28 ) , NH4 Br( 15 ),NaF( 2)

L20]

2

QJ203

SnCl2(88),NH4a(10),NaF(2)

[20]

3

 

ZnCl2(88),NH4CI( 10),NaF(2)

[20]

4

ZnBr2 (50-30),KBr( 50-70 )

215

钎铝无烟

[21]111

5

PbCl2(95-97) ,KC1( 1.5-2.5),CoCl2(1.5-2.5)

铝面涂Pb

[21]111

6

0)134

KC1(35),UC1(30) ,ZnF2(10) .CdCI2(15) ,ZnCl2(10)

390

[211111

7

 

ZnCl2(48.6),SnCl2(32.4),Ka(15.0).KF(2.0)tAgCl(2.0)

KSn-Pb(85) 钎料,高耐蚀

[74]

白色真空炉


2.有机型铝软钎剂

  • 20世纪40年代开始出现有机物配制的钎 剂[75),20世纪50年代末开始出现氟硼酸盐溶在三 乙醇胺中制成的低温铝钎剂[7*],随后由于其比较 优越的性能,学者蜂拥而至进行研究17740]。这类 轩剂的典型成分是将一些氟硼酸盐,如Zn(BF4>2、 Cd(BF4)2, Sn(BF4)2、NH4BF4 中的 1 个或2-3 个 溶解在有机羟胺中制成溶液。可用的有机羟胺有: 乙酵胺、二乙醉胺、三乙醇肢、二乙烯三胺(dieth- ylenetriamine)、N-( 2-胺乙基)乙醇胺[N-( 2-amino ethyl)ethanolamine]等,也有用 10% ~ 25% (质量 分数)的乙醇胺和三乙醇胺的混合物作溶剂的, 据说可以获得固体组元溶解度大而沸点合适的溶 剂[78]。这样的钎剂开始实用于钎焊白炽灯的铝灯 座上[811,此后这类钎剂逐渐形成商品,如英国 Multicore 的 Alu-Sol、美国 J, W. Harris Co 的 Stay- dean、瑞士 Caatolin的AluTin51、日本招株式会社 的W-FX;还有一些小公司,如美国的Kapp,Alloy mulWirc的“Golden Flux”以及我国上海斯米克的 QJ-204钎剂也都属于这一类型。表2-10列出了一 些已在应用的有机软钎剂配方。

  • 铝和其他金属钎焊不同,钎剂中的重金属离子 被铝还原,在铝面上析出金属,但它必须在钎焊温 度下呈液态才具有最大的活性。在Q〗204的配方 中,Zn2+和Cd2+离f作共晶析出时,钎焊温度需 要卨过2661 (Zn-Cd金属二元系的共晶温度)才 可能出现液相,因此只有超过此温度以上才可能出 现最大的活性。而在266弋时,乙醇胺已经开始 焦化,何况其中的Cd还有毒,故此配方不是很理想的。使用这种钎剂钎焊时,最好先将母材加热至 270 - 300T;,在最短的时间内完成钎焊才可得到较 好的结果。至于表2-10中序号为2和3的4>61 A和 4>54A则更不合理,因为这两种配方各只用了一种 界面活性剂。序号2针剂析出的Zn在4201才能 熔化,即使和A1形成共晶也得3811时才能熔化。 序号3钎剂只析出一种Cd,它的熔点为321弋,和 A1不互溶,润湿性不好。因此这两个配方在三乙 醇按焦化以前不大会出现最大活性。以上所述指最 大的活性,并非没有活性,事实K,上述配方仍然 能够获得一般性的应用。序号为4的1070X钎剂则 较合理,钎剂析出液态Sn-Zn共晶的温度为198T, 如果在250 ~27(TC温度下实施钎焊,配用Sn-Zn或 Sn-Pb钎料则发挥钎剂的最大活性时,轩料已处于 熔化状态。目前使用Zn2♦和Sn2'离子作复合的界 面活性剂,实际上已为国内外一些商品铝软钎剂所 普遍使用。

  • 配制钎剂的原料Zn(BF4)2、Cd(BF4)2、 Sn(BF,)2等商品不易购得,特别是Sn(BF4)2商品 只能得到它的溶液。事实上,氟硼酸盐并非构成钎 剂的必须,直接使用氟化物就能得到良好的效果。 表2-10中的序号4就列出了一个使用有效的配方, 原料中只有5#2有时不易购得,可以由SnO与HF 反应来制备。

  • 表2-10中序号5的1040W是一熔点约为501: 的固体全氟铝软钎剂,是编者开发已付诸实用的一 种奸剂,活性很高,适合灌注Sn-Zn共晶钎料来制 造铝的软钎焊丝。此轩剂无法用试剂直接配制,需 要用化学方法合成。流程并+复杂,也适合批量生产。可以先后将ZnO和SnO在聚内烯类容器中, 溶于过量但定量的氢氣酸中,然后用二乙醇胺中和 至pH =7得黏桐状混浊液,在不锈钢的锅中蒸发 至l80t脱水,得到透明的胶状液。冷却至70 ~ 80«C时分装到适当的容器中并密封保存,继续冷至室温而凝固成蜡状固体。1040W实际是ZnF2和 SnF2溶解在(CH2CH20n)2NH • HF中的一种蜡状 结晶,熔化温度为501。在潮湿空气中1040W易 吸水,吸水后熔化温度会随之降低。

表2-1U —些铝的有机软奸剂配方 Table 2-10 Some organic fluxes for aluminum soldering

序号

代号

成分(质最分数,《»>

形态

熔化温度/弋

1

QJ204(<I>59A)

三乙醉胺(82. 5) ,Cd(BF4)2(10.0).Zn(BF4)2(2.5),NH4BF4(5.0)

宰温为溶液

2

4>61A

三乙醇胺(82) ,Zn(BF4)2(10) ,NH4BF4(8)

室温为溶液

3

054A

三乙醇胺(82) ,Cd(BF4)2(10) .NH4BF4(8)

室温为溶液

4

1070X

二乙醉胺(82.0) ,ZnF2(1.0) ,SnF2(9.0) ,NK,HF2(8.0)

室温混浊液

5

1040W

ZnF2(3.5),SnF2(6.3),二乙醇胺的氢氰黢 tt(90. 2>

蜡状固体

-50

6

1080W

ZnF2(2.5),SnF2(26.3) , 二乙醉胺的氪氟酸盆(71.2〉

蜡状罔体

—45

7

1140W

ZnF2(1.7),SnF2(6.3),缓血酸铵的氢氟酸92.0)

块状固体

175

8

1090X

二乙酵胺(82.0) ,ZnCl2 (1.1) .Sna2 ( 8. 9 ) .NH4HF2 (8. 0)

裔状体


开炉门的真空钎焊炉
  • 表2-10中序号为7的1140W是用缓血酸铵 (化学名:三羟甲基氨基甲烷)取代二乙醇胺合成 的一款钎剂,合成途径与1040W完全相同。 1140W具有较卨的熔化温度(175^0),外形是类 似松香的块状体,完全不吸湿,但在水中是可溶 的。用1140W和1040W按不同比例复配,可以得 到不同熔化温度的一系列钎剂。

  • 增大上述钎剂中ZnF2和SnF2的含量,制成表 2-10中序号为6的1080W钎剂。此一钎剂可以用 于自钎,也可用于钎涂,钎焊时不需另加钎料,有 很好的效果。实际的例子可见本章的图2—38 ••图2- 40。

  • 用乙二酵或一缩二乙二醉将1040W进行适当 稀释可以得到高质量、室温液态、不含水的铝轩剂。

  • 最后,去中的序号8列出了一个最简易、最方 便的配方,但它却有足够的钎焊活性。它采用非常 通用而易购的ZnCl2和SnCl2为主耍原料,去膜剂 NH4HF2 (氟氢酸铵)也是易购的普通试剂。通常所 购的SnCl2为二水化合物SnCl2 • 2H20,它在 37. 熔化在自身的结晶水中,成为黄色的溶液, 加热到IOOT;时开始脱水,最后形成黄色的无水 SnCl2 (熔点2461)硬块。脱水过程应在瓷蒸发 皿中进行,应先加些NH4C1共热,可防止脱水时 SnCl2水解。配制钎剂时,可将表2-10中序号8的

  • 四种组分称准后,放在研钵中研成稀糊后即可付渚 使用=由于这一钎剂含有大萤的Cl_,几个组分包 括二乙醇胺(或三乙醇胺)都严重吸水,因此焊 后的残渣必须仔细淸洗干净,以免铝母材受腐蚀。


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