釬劑、釬料的選擇與搭配
Se-lection and Matching of Fluxes with Filler Metals

釬焊過(guò)程中熔態(tài)釬料與母材的有效潤(rùn)濕主要取決于釬劑的作用。釬焊接頭的強(qiáng)度和耐腐蝕性則主 要取決于釬料及其與母材的作用和關(guān)系。

釬料與母材直接的潤(rùn)濕能力與釬料的本性固然 有相當(dāng)大的關(guān)系，但釬焊時(shí)與釬劑的作用相比則次 要多r。釬劑的概念應(yīng)該是廣泛的，包括熔鹽、有 機(jī)物、活性氣體、金厲蒸氣等，即除母材和釬料 外，泛指第三種用來(lái)降低母材和釬料界面張力的所 有物質(zhì)。熔態(tài)鉛在鋁母材上無(wú)論從相圖上或?qū)嵺`上 都是難以潤(rùn)濕的，但通過(guò)適當(dāng)釬劑的作用卻能使它 們完全潤(rùn)濕，但接頭的強(qiáng)度和耐腐性是很差的。

釬劑的選擇 
Selection of Fluxes

釬劑的功能可以分為三部分一是基質(zhì)，二是 去膜劑，三是界面活性劑[3!1]。有的釬劑可以明顯 劃分出這三項(xiàng)功能部分，如鋁奸劑。多數(shù)釬劑的功 能部分并不能明確劃分，但這三項(xiàng)功能確實(shí)存在。

基質(zhì)是釬劑的主要成分，它控制著釬劑的熔化 溫度。它熔化后覆蓋在焊點(diǎn)表面，起隔絕空氣的作 用，它又是釬劑中其他功能組元的溶劑。為了配合 釬料的熔點(diǎn)，釬劑的熔化溫度應(yīng)該比釬料熔化溫度 低10~30t；。特殊應(yīng)用情況下，也有使釬劑的熔 化溫度稍高于釬料熔化溫度的。釬劑的熔化溫度如 過(guò)低于釬料，則過(guò)早的熔化將使釬劑的成分由于蒸 發(fā)、與母材作用，特別是釬劑與母材、釬劑與釬料 間傳質(zhì)速度的降低等原因，使釬料熔化時(shí)釬劑已失 去活性。由此可見(jiàn)，調(diào)節(jié)基體的成分使其熔化溫度 與釬料熔化溫度匹配至關(guān)重要。

去膜劑的作用是通過(guò)物理化學(xué)的過(guò)程，除去、 破碎或松脫母材的表面膜，使得熔化的釬料能夠潤(rùn)濕新鮮的母材表面。界面活性劑的作用是起到進(jìn)一 步降低熔化釬料與母材間的界面張力，使熔化釬料 得以在母材表面鋪展。

招釬劑的基體是由械金屬或堿土金屬的氣化物 構(gòu)成的，去膜劑由氟離子擔(dān)當(dāng)。由于鋁氧化膜的除 去過(guò)程僅僅做到破碎松脫，盡管有基質(zhì)的梗蓋和氣 離子的作用，新氧化膜生成的趨勢(shì)仍然很強(qiáng)，必須以一些重金屬離子與母材間的置換反應(yīng)（傳質(zhì)作用）來(lái)降低熔態(tài)釬料與母材間的界面張力而達(dá)到兩者的潤(rùn)濕。此金屬離子即起界面活性劑的作 用。在髙溫釬焊銅合金、鐵合金時(shí)，常用硼砂 (NajB407 ?IOHjO)作為釬劑。它的熔點(diǎn)為 742. 5-C ,有時(shí)嫌溫度太高而配以隊(duì)03,成為二元 釬劑，可以獲得不同的熔化溫度，如圖1-25所示。此種釬劑其功能三而合一。硼砂熔化的黏 稠液體成為基質(zhì)。母材表面氧化膜溶于&03,生 成偏硼酸鹽而除去（見(jiàn)1.2. 4節(jié)）。氧化膜的溶解 過(guò)程即是一傳質(zhì)過(guò)程，問(wèn)時(shí)起了降低界面張力的作 用。有時(shí)為了延長(zhǎng)這個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，甚至往硼砂中加 氧化劑，如加入商錳酸鉀，使得母材表面價(jià) 態(tài)被抬高而增加向釬劑中的溶解。

釬劑的選擇常視氧化膜的性質(zhì)而定。偏堿性的 氧化膜，例如，F(xiàn)e、Ni、Cu等的氧化物,常使用酸性的含《酸酐（B203)的釬劑；偏酸性的氧化膜， 例如，對(duì)付鑄鐵含高Si02的氧化膜，常用含堿性 n**2C03的釬劑，使得生成易熔的NajiO,而進(jìn)人熔 渣。

在釬焊一些含Cr、Ti、Mo, w等元素的合金鋼 或耐熱鋼時(shí).由于這些元素的氣化物是酸性的，而 基體元素Fc的氧化物又是偏堿性的，因此常在硼酸 酐（均03)中加人部分強(qiáng)堿性的堿金屬或堿土金厲 的氣化物，使得釬劑具有某種雙重性格，S著提高 釬劑對(duì)付這類合金的活性。為了同時(shí)調(diào)節(jié)釬劑的熔 化溫度，在8501以下常添加NaF (ra. p. 995*C )或 KF( p. 851"C )，而在 850^ 以上常 添加 CaF2 (m. p. 1423^ )。

在釬焊一些結(jié)構(gòu)鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼以及銅、銀、金等合金時(shí)，如果希望在較低溫度下釬焊，則 不用上述的氣化物而代之以氟硼酸鉀（kbf4)或 氟硼酸鈉.（NaBF4)?表1-2所列的熔鹽系常被用 來(lái)組成各種各樣的釬劑。

表1-2組成硬釬劑有關(guān)組元的相關(guān)系 Table 1-2 Phase relationships of some systems used for brazing fluxes

這些氟化物的氣體也常被用作釬劑，它有反應(yīng) 均勻、焊后不留殘?jiān)膬?yōu)點(diǎn)。BF3常和IV2混合使 用，在高溫下釬焊不銹鋼。BF3有鋼瓶罐裝出售。 另外一種液體硼酸三甲酯混以bf3,當(dāng)作火焰釬焊 時(shí)的氣體釬劑使用。當(dāng)可燃?xì)怏w例如乙炔或天然氣 流經(jīng)特制的罐內(nèi)的上述混合液體時(shí)，由于鼓泡而使 可燃?xì)怏w中富含這種釬劑的蒸氣。在火焰中硼酸= 甲酯水解為b203u火焰所到之處，工件上即被覆 一層極薄的B2o3熔化膜，既起釬劑的作用，乂起 保護(hù)工件表面不因燒灼而有氧化變色之虞。

鋁和鎂合金是比較難以釬焊的，特別是鎂含置 高的合金。它們的釬劑主要由氛化物、氟化物和一 些重金屬離子構(gòu)成。這類釬劑釬焊后的清洗比較困 難，稍有不慎便會(huì)引起腐蝕。較大面積的搭接，釬縫中夾渣幾乎難以避免，形成蟻靜的缺陷。它通常不存在聯(lián)通大氣的洞口，如呆表面進(jìn)行機(jī)加工，形成洞口，釬劑則因逐漸吸潮產(chǎn)生膨脹而會(huì)破壞 接頭。近20余年發(fā)展起來(lái)的所謂Nocolok ( no-cor- rosive look)釬劑，因?yàn)椴蝗苡谒?吸潮而成為 “無(wú)腐蝕的釬劑”。這主要是由A1F3和KF系中，兩個(gè)中間化合物K3A1F6和KA1F4共晶熔鹽構(gòu)成。

近年來(lái)又發(fā)展了 A1F3-CsF和A1F3-CsF-KF釬劑[331。含CSF成分的釬劑，特別適合釬焊含Mg世高的鋁 合金和鎂合金，對(duì)去除鎂氧化膜有特殊的效力。

鈦合金釬劑和鋁釬劑大體相同，由堿金屈、堿 十金屬的氣化物和氟化物構(gòu)成，但由于鈦的氧化膜 更難以破除，其界向活性劑常用活性史高的AgCl 和 SnCl2。

有時(shí)需要在較低溫度F進(jìn)行釬焊。在450T以 下釬焊用的釬劑稱為軟釬劑。軟釬劑分為兩種：一 種是水溶性的，通常由鹽酸、ZnCl2、SnCl2、 NH,C1、H3P03等多個(gè)或單個(gè)鹽的水溶液構(gòu)成，活 性高，腐蝕性也強(qiáng)，焊后需要清洗，適)丨〗于鋼、不 銹鋼、銅合金、鎳合金等的釬焊；另一種軟釬劑是 水不溶性的有機(jī)物釬劑，通常以松香或人工樹(shù)脂為 基，加人有機(jī)酸、有機(jī)胺或其HC1或HBr的鹽， 以提高溶去膜的能力和活性，為了調(diào)節(jié)稠度，常以 無(wú)水酒精或異內(nèi)醇作為溶劑，這類釬劑由于腐蝕性 小，常在電子工業(yè)中軒焊銅及銅合金。培合金的軟 釬劑常在有機(jī)的羥胺中溶人重金屬的氟化物或氣硼 酸鹽制成，鋁釬焊避免使用水溶液釬劑。其他耐熱 合金，如含Cr、Mo, W合金，Mg合金，Ti合金等 在一般條件下都無(wú)法用軟釬劑釬焊。

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