專利名稱：無焊劑釬焊技術(shù)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無焊劑釬焊的改進(jìn)方法和材料，包括特別注重焊接促進(jìn)層的施加和使用的基材預(yù)處理的改進(jìn)方法、釬焊促進(jìn)劑的施加和使用的改進(jìn)方法和釬焊溫度改進(jìn)劑的施加和使用的改進(jìn)方法。本發(fā)明還涉及由各種工藝的制品、由各種工藝和制品衍生出的釬焊產(chǎn)品，包括用該制品焊接相同或不相同金屬的能力。
背景技術(shù)：
鋁釬焊是用火炬、其他局部熱源如鹽浸或加熱爐中加熱而完成的。爐內(nèi)加熱釬焊可以使用氯化鋅這樣的活性鹽在空氣中進(jìn)行，但較好的爐內(nèi)釬焊工藝采用保護(hù)氣體與無焊劑釬焊促進(jìn)劑或非腐蝕焊劑結(jié)合的方法。在過去的工藝中已知有各種鋁的釬焊的方法。在以薄鋁板部件為特征的熱交換器組合件方面，迄今在過去的工藝中常采用爐內(nèi)釬焊的方法，最常見的是通過受控保護(hù)氣氛釬焊(CAB)焊劑和真空釬焊(VB)來進(jìn)行釬焊。有時(shí)用爐內(nèi)釬焊法組裝一套組合件，然后進(jìn)行第二次釬焊操作，即可以采用局部加熱的方法來釬焊上輔助部件，以避免損傷第一次釬焊的組合件。為便于對(duì)鋁釬焊，市場(chǎng)上可買到的填料金屬可用作(1)焊絲預(yù)制件或填隙片坯料，(2)焊劑和填料金屬粉末的漿料或(3)釬焊片材復(fù)合體上的包層。
在真空釬焊中，要加以釬焊的部件應(yīng)具有足量的鎂，通常存在于焊填料金屬、鋁或鋁合金部件之中，因此，當(dāng)部件在有足夠真空的釬焊爐中達(dá)到一定溫度時(shí)，鎂能充分揮發(fā)來破壞鋁部件上存在的氧化層，使底下的鋁合金填料金屬能一起流動(dòng)。盡管這種工藝能產(chǎn)生良好的釬焊效果，但基本上屬間歇型工藝，這是需要抽真空的緣故，因此相對(duì)來說費(fèi)用高。而且這種工藝難以控制，因?yàn)樗鼘?duì)爐氣氛的氧化條件非常敏感，并需要遵守繁瑣的材料清潔度標(biāo)準(zhǔn)。另外，鎂的蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致在釬焊爐內(nèi)發(fā)生凝聚現(xiàn)象，需要時(shí)常清除掉凝聚物，因此進(jìn)一步增加了成本。
在控制氣氛釬焊(CAB)中，釬焊能力并非由于于氧化物的機(jī)械破除，而是由于施加在部件上的氟化物鹽焊劑(通常是氟鋁酸鉀)對(duì)氧化物的化學(xué)反應(yīng)。顧名思義，CAB釬焊不需要抽真空，因此這種工藝可連續(xù)進(jìn)行，最常見的是采用惰性氣氛釬焊爐。盡管這種工藝在某種程度上減少了成本，但是這種成本上節(jié)約的一部分被釬焊系統(tǒng)必需的組合所對(duì)消。因?yàn)椴簧兮F焊系統(tǒng)受到不同的焊劑加入量不良的影響，此外，在施加上焊劑后，焊劑易于剝落，從而發(fā)生制品的污染。而且施加這種焊劑會(huì)很困難，尤其在內(nèi)部焊接處，會(huì)因釬焊爐腐蝕和成品清潔度而產(chǎn)生問題。然而更重要的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焊劑遇到鎂時(shí)會(huì)失去活性。因此，該工藝并不適用于釬焊富含鎂的鋁合金。由于鎂常在鋁中作為合金元素用以提高強(qiáng)度，這就減少了CAB釬焊的吸引力。
對(duì)鋁進(jìn)行釬焊的用途并不局限于熱交換器，然而熱交換器需要相對(duì)復(fù)雜的疊合板或管狀部件組成的組合件，需要進(jìn)行可靠、低成本的多個(gè)部位的焊接。某些熱交換器，如油冷卻器和空調(diào)蒸發(fā)器，有許多必須進(jìn)行釬焊的內(nèi)部接合部位，這是由于內(nèi)部通道中不得有在功能性潤滑系統(tǒng)或冷凍系統(tǒng)中產(chǎn)生焊劑顆粒殘余的物源。最近正在考慮用釬焊的金屬板疊合組合件作為組裝燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可行的方法。由于它們的結(jié)構(gòu)與板式熱交換器相似，熱交換器釬焊技術(shù)具有明顯的吸引力。燃料電池板的接合需要可靠的層狀接合(擴(kuò)展搭接)。然而，燃料電池板往往比較薄，而且具有復(fù)雜形狀的狹窄燃料流動(dòng)通道，這些通道易于被焊劑或過量的填料金屬流所堵塞。此外，燃料電池系統(tǒng)對(duì)離子物質(zhì)的污染特別敏感。用過去的CAB工藝，難以做到滿意地釬焊燃料電池板而不發(fā)生內(nèi)部焊劑污染，因而CAB不合適，而真空釬焊的成本過高。因此，近來對(duì)熱交換器和燃料電池板用無焊劑釬焊法的興趣在增加。
美國專利3,482,305描述了一種對(duì)鋁釬焊的另一種方法。在該方法中，將促進(jìn)釬焊的金屬鈷、鐵或較好是鎳涂敷到要加以釬焊的部件上，其方法在美國專利4,028,200中有全面的描述。如果施加得當(dāng)，鎳與底下的鋁-硅合金發(fā)生放熱反應(yīng)，由此可能破除鋁氧化層，使得底下的鋁金屬一起流動(dòng)并結(jié)合。這種方法不需要真空條件，因而克服了VB法的局限性。另外，由于這種方法不需要CAB-型的氟化物焊劑，適合于與富鎂合金一起使用，比如能很好地用在熱交換器結(jié)構(gòu)上，因此克服了CAB的缺陷。還有個(gè)好處，就是該工藝可用于寬范圍的鋁合金。但是美國專利4,208,200所述的電鍍?cè)≈挥糜谒俣认鄬?duì)較慢的電鍍；而且使用壽命較短，因此明顯增加了成本。
在電鍍工業(yè)上的其他一些裝置已知能夠使鎳在鋁上沉積。一種用得非常多的電鍍?cè)閃atts浴，已知它在先行進(jìn)行過預(yù)處理的鋁基材上電鍍裝飾用的鎳方面有一些用途。最好先施以鋅酸鹽層，然后是薄銅鍍層(如Rochelle-型氰化銅電鍍液)或薄鎳鍍層(如天然鎳電鍍、甘醇酸鎳電鍍)，然后是Watts浴。但這些預(yù)鍍步驟增加了成本，而且在使用銅的情況下，因使用氰化銅而對(duì)環(huán)境有危害。銅的另一個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)鋁質(zhì)產(chǎn)品的防腐蝕性能有負(fù)面影響。盡管可以在鋅酸鹽層上直接鍍鎳，但難以在這些情況下對(duì)Watts浴加以控制，因此并不意是能產(chǎn)生令人滿意的鎳的粘著或覆蓋率。在Watts浴中加鉛減緩了電鍍速度，還進(jìn)一步限制了Watts浴的吸引力，雖然鎳電鍍層中摻鉛有好處。
發(fā)明概要一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在一結(jié)合層上施加由一種或多種選自鎳、鈷和鐵的金屬組成的一層或多層釬焊促進(jìn)層的步驟，該結(jié)合層包含一種或幾種選自由鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈的金屬，位于含鋁的基材上，結(jié)合層與基材的接合形成了基材的目標(biāo)面。
另一方面，本發(fā)明包括一種供改良無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在基材上電鍍一層包含一種或多種選自鎳和鈷金屬的釬焊促進(jìn)層的步驟，該基材含鋁，結(jié)合層與基材的接合決定了基材的目標(biāo)面，釬焊促進(jìn)層和/或結(jié)合層的施加之前或同時(shí)對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械摩擦，因此目標(biāo)面上形成了一些凹陷的部位。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在含鋁基材上電鍍上含一種或多種選自鎳或鈷等金屬的釬焊促進(jìn)層的步驟，電鍍是在pH值約2～7，且包含溶解有所述一種或幾種金屬的含水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在含鋁基材上電鍍上含一種或多種選自鎳或鈷的金屬的釬焊促進(jìn)層的步驟，電鍍是在pH值約5～7，且包含溶解有所述一種或幾種金屬的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在含鋁基材上電鍍上含鎳的釬焊促進(jìn)層的步驟，電鍍是在由以下水溶液所組成的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的約3重量％到20重量％硫酸鎳；3重量％到10重量％氯化鎳；6重量％到30重量％選自檸檬酸鈉和乙醇鈉的緩沖鹽，0.005重量％到1.0重量％選自乙酸鉛或氰化鉛的鉛鹽和銨，其特征在于pH值在3～12范圍內(nèi)，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為約1∶0.5到1.5∶1到6。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在含鋁基材上電鍍上含鎳的釬焊促進(jìn)層的步驟，電鍍是在由鎳、檸檬酸鹽和銨的水溶液組成的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的，其中電鍍?cè)〉膒H值范圍為2～12，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為約1∶0.05到1.5∶0.05到6。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括在含鋁基材上電鍍上含鎳的釬焊促進(jìn)層的步驟，電鍍是在由鎳、檸檬酸鹽和銨的水溶液組成的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的，其中電鍍?cè)〉膒H值范圍為2～12，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為約1∶0.5到1.5∶1到6。
另一方面，本發(fā)明包括一種供無焊劑釬焊過程用的制品，該制品包括一個(gè)含鋁的基材；一層在基材上的含一種或幾種選自鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈等金屬的結(jié)合層；在結(jié)合層上的包含一種或幾種選自鎳、鈷和鐵等金屬的釬焊促進(jìn)層。
結(jié)合附圖，讀了下面的詳細(xì)說明加以考慮，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、特征和特性會(huì)變得更為明顯。
一種釬焊片材產(chǎn)品的制造方法，包括以下步驟在一片材的表面電鍍一層含鎳的鍍層，該片材包括一芯材和在芯材上的包層，該包層由硅含量為2重量％～18重量％的鋁合金層制成，所述表面為包層表面，并在電鍍步驟之前對(duì)所述表面進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括在所述表面涂敷含鋅或錫的結(jié)合層。
一種釬焊片材產(chǎn)品，包括一芯材(1)，在所述芯材上的由硅含量為2重量％～18重量％的鋁合金層制成的包層(2)，在所述包層外面的含鎳外層(3)和在所述包層外表面與所述含鎳外層之間的作為結(jié)合層的含鋅或錫的層(4)。
一種釬焊的部件的組合件制造方法，包括以下步驟(a)形成所述部件，其中至少一種是由本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成的；(b)將各部件組裝成組合件；(c)在真空或惰性氣氛中，在高溫情況下進(jìn)行釬焊，釬焊時(shí)間長到足以使包層熔化和鋪展；(d)冷卻釬焊好的組合件。
一種制造Al和Al合金工件的方法，包括以下步驟(a)提供Al和Al合金工件，(b)對(duì)Al和Al合金工件的外表面進(jìn)行預(yù)處理，(c)在所述Al和Al合金工件的外表面電鍍上一層含鎳的金屬層，所述含鎳金屬層是在pH值范圍為2.5～10的水溶液中同時(shí)電鍍鎳和鉍沉積成的，水溶液所含鎳離子的濃度范圍為10～100g/l、鉍離子的濃度范圍為0.01～10g/l、檸檬酸鹽離子的濃度范圍為40～150g/l、葡糖酸鹽離子的濃度范圍為2～80g/l、氯或氟離子的濃度范圍為1～50g/l。
在Al和Al合金工件上電鍍一層含鎳和鉍的金屬層所用的水電鍍?cè)?，其pH值范圍為2.5～10，所含鎳離子濃度范圍為10～100g/l，鉍離子濃度范圍為0.01～10g/l，檸檬酸鹽離子濃度范圍為50～150g/l，葡糖酸鹽離子濃度范圍為2～80g/l，氯或氟離子濃度范圍為1～50g/l。
一種對(duì)一些部件進(jìn)行釬焊構(gòu)成的組合件，至少一種所述部件為用本發(fā)明方法生產(chǎn)的Al和Al合金工件。
經(jīng)釬焊的部件構(gòu)成的組合件的制造方法，包括以下步驟(a)成形一些部件，其中至少一種部件是由本發(fā)明方法制得的Al和Al合金工件所制成；(b)將所述部件組裝成組合件；(c)在真空或惰性氣氛中、在不存在釬焊焊劑情況下，在高溫釬焊此組合件，釬焊時(shí)間要長到足以使填料熔化并鋪展；(d)將釬焊好的組合件冷卻到100℃以下。
釬焊片材產(chǎn)品，包括用鋁合金制成的芯材(1)；包敷所述芯材至少一面的一層鋁包層(2)；一層在所述含鋁包層的一個(gè)或兩個(gè)外表面上的含鎳金屬層(3)；作為結(jié)合層的含鋅或錫的金屬層(4)，該結(jié)合層在所述一層或多層鋁包層的外表面與所述含鎳金屬層(3)之間。所述鋁包層(2)是用重量百分?jǐn)?shù)如下的元素的合金制成的Si 2～8Mg 最多8.0Zn 最多5.0Cu 最多5.0Mn 最多0.30In 最多0.30Fe 最多0.80Sr 最多0.20
至少一種元素選自Bi 0.01～1.0Pb 0.01～1.0Li 0.01～1.0Sb 0.01～1.0每種元素中含雜質(zhì)最多0.05，總雜質(zhì)最多0.20，余量為鋁。
一種由釬焊的部件構(gòu)成的組合件的制造方法，包括下列依序的步驟(a)制成所述部件，其中至少一個(gè)部件是用本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成；(b)將各部件組裝成組合件；(c)在真空或惰性氣氛中，在不存在釬焊焊劑情況下，在高溫釬焊此組合件，釬焊時(shí)間長至足以使包層熔化并鋪展；(d)冷卻釬焊好的組合件。
一種在釬焊片材中使用鋁包層合金的方法將各部件組裝成組合件，部件中至少一種是用本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成的；釬焊此組合件。
一種使用鋁包層合金的方法，包括將各部件組裝成組合件，部件中至少一種是用本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成的；在惰性氣氛中，并在不存在釬焊焊劑材料的情況下，釬焊此組合件。
一種釬焊片材產(chǎn)品，包括一片用鋁合金制成的芯材(1)；一層包敷在所述芯材至少一個(gè)表面上的鋁合金包層(2)和一層在所述包層(2)的一個(gè)或兩個(gè)外表面上的含鎳金屬層(3)；此釬焊片材產(chǎn)品沒有在所述一層或多層鋁合金包層(2)外表面與所述含鎳金屬層(3)外表面之間作為結(jié)合層的的含鋅或錫的金屬層，鋁合金包層包含重量百分?jǐn)?shù)如下的元素Si 2～18Mg 最多8.0Zn 最多5.0Cu 最多5.0Mn 最多0.30In 最多0.30Fe 最多0.80Sr 最多0.20至少一種元素選自Bi 0.01～10Pb 0.01～10
Li 0.01～1.0Sb 0.01～1.0一種由各部件構(gòu)成的組合件，它包括至少一種本發(fā)明的釬焊片材產(chǎn)品，用釬焊的方法將該片材產(chǎn)品與其他部件焊接在一起。
一種制造釬焊的部件的組合件的方法，包括以下依序的步驟(a)制成所述各部件，其中至少一個(gè)部件是用本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成的；(b)將各部件組裝成組合件；(c)在真空或惰性氣氛中，在不存在釬焊燭劑情況下，在高溫釬焊此組合件，釬焊時(shí)間長到足以使包層熔化并鋪展；(d)冷卻釬焊好的組合件。
一種在本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品中使用鋁包層合金的方法，包括釬焊含所述鋁包層合金的組合件。
一種使用本發(fā)明鋁包層合金的方法，包括在惰性氣體保護(hù)釬焊工藝中在缺少釬焊焊劑的情況下釬焊含上述鋁包層合金的組合件。
一種由釬焊法焊接的各部件構(gòu)成的組合件的制造方法，包括下列步驟(i)制成所述部件，其中至少一個(gè)部件用多層釬焊片材產(chǎn)品制成，該多層釬焊片材產(chǎn)品包含一個(gè)芯材(a)，在所述芯材(a)至少一個(gè)表面上有個(gè)鋁包層(b)，鋁包層(b)用硅含量范圍為2重量％～18重量％含硅鋁合金制成，一層在所述鋁包層的一個(gè)外表面上的含鎳層(c)，和一層處在所述鋁包層(b)所述外表面與所述含鎳層(c)之間作為結(jié)合層的含鋅或錫的金屬層(d)；(ii)制成至少一個(gè)不同于多層釬焊片材產(chǎn)品的芯材的其他金屬部件，其材質(zhì)選自鈦、有電鍍層的鈦、有涂層的鈦、青銅、黃銅、不銹鋼、有電鍍層的不銹鋼、有涂層的不銹鋼、鎳、鎳合金、低碳鋼、有電鍍層的低碳鋼、有涂層的低碳鋼、高強(qiáng)鋼、有涂層和電鍍層的高強(qiáng)鋼；(iii)將各部件組裝成組合件，使得多層釬焊片材產(chǎn)品的含鎳層(c)部分或全部地面對(duì)各不同于多層釬焊片材產(chǎn)品芯材的其他部件；(iv)在真空或惰性氣氛中，在不存在釬焊焊劑情況下，在高溫釬焊此組合件，釬焊時(shí)間長到足以使包層(b)和所有在其外面的各層熔化并鋪展開來；(v)冷卻釬焊好的組合件。
用釬焊法焊接的部件的組合件的制造方法，包括下列步驟(i)制成上述部件，其中至少一個(gè)用多層釬焊片材產(chǎn)品制成，該多層釬焊片材產(chǎn)品包含一芯材(a)，在所述芯材(a)至少一個(gè)表面上有鋁包層(b)，鋁包層(b)用硅含量范圍為2重量％～18重量％含硅鋁合金制成，一層在所述鋁包層的一個(gè)外表面上的金屬層(c)，此金屬層(c)含鎳和至少含量范圍最多為5重量％的鉍；(ii)制成至少一個(gè)不同于多層釬焊片材產(chǎn)品的芯材的其他金屬部件，其材質(zhì)選自鈦、有電鍍層的鈦、有涂層的鈦、青銅、黃銅、不銹鋼、有電鍍層的不銹鋼、有涂層的不銹鋼、鎳、鎳合金、低碳鋼、有電鍍層的低碳鋼、有涂層的低碳鋼、高強(qiáng)鋼、有涂層和電鍍層的高強(qiáng)鋼；(iii)將各部件組裝成組合件，使得多層釬焊片材產(chǎn)品的含鎳層(c)部分或全部地面對(duì)各不同于多層釬焊片材產(chǎn)品芯材的其他部件；(iv)在真空或惰性氣氛中，在不存在釬焊焊劑情況下，在高溫釬焊此組合件，釬焊時(shí)間長到足以使包層(b)和所有在其外面的各層熔化并鋪展開來；(v)冷卻釬焊好的組合件。
剛性復(fù)合金屬板，包含至少兩個(gè)平行金屬構(gòu)件，選自金屬板和金屬片材，固定在所述平行金屬構(gòu)件之間的波紋狀加勁鋁片的峰和谷上，該波紋狀加勁鋁片是用鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品制成的，該產(chǎn)品包含用鋁合金制成的芯材，在所述芯材的至少一個(gè)表面上包敷有鋁合金包層，該鋁合金包層是用硅含量范圍為2重量％～18重量％的含硅鋁合金制成的，在所述鋁合金包層的一個(gè)外表面上還有個(gè)含鎳層。
剛性復(fù)合金屬板，包含至少兩個(gè)平行金屬構(gòu)件，選自金屬板和金屬片材，固定在所述平行金屬構(gòu)件之間具有蜂巢結(jié)構(gòu)的加勁鋁片上，所述加勁鋁片是用鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品制成的，該產(chǎn)品包含用鋁合金制成的芯材，在所述芯材的至少一個(gè)表面上包敷有鋁合金包層，該鋁合金包層是用硅含量范圍為2重量％～18重量％的含硅鋁合金制成的，在所述鋁合金包層的一個(gè)外表面上還有個(gè)含鎳層。
一種制造剛性復(fù)合金屬板的方法，包括下列步驟(a)提供各部件，這些部件至少包括選自金屬板和金屬片材的兩個(gè)平行的金屬構(gòu)件和一塊用釬焊片材產(chǎn)品制成的波紋狀加勁鋁片波紋狀。
一種制造剛性復(fù)合金屬板的方法，包括下列步驟(a)提供各部件，這些部件至少包括選自金屬板和金屬片材的兩個(gè)平行的金屬構(gòu)件和一塊具有蜂窩結(jié)構(gòu)的處于上述兩個(gè)平行金屬構(gòu)件加勁鋁片，該加勁鋁片是用鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品制成的，該產(chǎn)品包含用鋁合金制成的芯材，在所述芯材的至少一個(gè)表面上包敷有鋁合金包層，該鋁合金包層是用硅含量范圍為2重量％～18重量％的含硅鋁合金制成的，還包括在上述鋁合金包層的一個(gè)外表面上的含鎳層；(b)將各部件組裝成組合件，使得鋁質(zhì)加勁片處在兩個(gè)平行金屬構(gòu)件之間；(c)將組合件焊接成剛性復(fù)合金屬板，方法是在真空或惰性氣氛中，并在不存在釬焊焊劑情況下，在低于600℃的高溫加熱足夠長的一段時(shí)間，使填料熔化并鋪展開來，從而在各平行金屬構(gòu)件和波紋狀加勁鋁片之間形成焊縫；(d)冷卻焊接好的復(fù)合金屬板。
一種制造剛性復(fù)合金屬板的方法，包括下列步驟(a)提供各部件，這些部件至少包含選自金屬板和金屬片材的兩個(gè)平行的金屬構(gòu)件和一塊加勁鋁片，該加勁鋁片是用鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品制成的，上述鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品包含用鋁合金制成的芯材，在所述芯材的至少一個(gè)表面上包有個(gè)鋁合金包層，該鋁合金包層是用硅含量范圍為2重量％～18重量％的鋁合金制成的，在所述鋁合金包層的一個(gè)外表面上的一個(gè)含鎳層，以及在所述含鎳層一面上的一層沉積金屬層；該沉積金屬層包含一種金屬，使得它與所述鋁合金包層和其外的鋁質(zhì)釬焊片材產(chǎn)品的所有層一起能形成液相線溫度為490°-570℃的金屬填料；(b)將各部件組裝成組合件，使得鋁質(zhì)加勁片處在兩個(gè)平行金屬構(gòu)件之間；(c)將組合件焊接成剛性復(fù)合金屬板，方法是在真空或惰性氣氛中，并在不存在釬焊焊劑情況下，在低于600℃的高溫加熱足夠長的一段時(shí)間，使填料熔化并鋪展開來，從而在各平行金屬構(gòu)件和波紋狀加勁鋁片之間形成焊縫；(d)冷卻焊接好的復(fù)合金屬板。
一種鋁釬焊產(chǎn)品，包括硅含量范圍為2重量％～18重量％的鋁合金基材(1)，在基材(1)至少一個(gè)外表面上的一層含鎳金屬層(2)，和在所述含鎳層(2)一面上的一層獨(dú)立的沉積層(3)，所述獨(dú)立的沉積層(3)含有一種金屬，以便將所述鋁質(zhì)基材(1)與在上述鋁質(zhì)基材(1)外的所述鋁釬焊產(chǎn)品的所有金屬層結(jié)合在一起，形成液相線溫度范圍為490～570℃金屬填料。
一種鋁釬焊片材，包括權(quán)利要求1所述的鋁釬焊產(chǎn)品和用鋁合金制成的芯材(4)，所述芯材(4)的至少一個(gè)表面上連結(jié)有鋁釬焊產(chǎn)品，所述鋁質(zhì)基材(1)為鋁包層，而且鋁質(zhì)基材(1)是用硅含量范圍為2重量％～18重量％的鋁合金制成的，所述含鎳金屬層(2)在所述鋁包層的一個(gè)外表面上，所述包層(1)在所述芯材(4)與所述含鎳層(2)之間，所述獨(dú)立的沉積層(3)在所述含鎳層(2)的一面上，所述獨(dú)立的沉積層(3)含有所述金屬，從而將所述鋁質(zhì)包層(1)與在所述鋁質(zhì)包層(1)外的鋁釬焊產(chǎn)品所有金屬層結(jié)合在一起，形成液相線溫度范圍為490～570℃金屬填料。
一種本發(fā)明相的鋁釬焊產(chǎn)品的制造方法，包括沉積所述含鎳層(2)，方法是用鎳離子濃度范圍為10到100g/l、鉍離子濃度范圍為0.01到10g/l的水電鍍?cè)‰婂冩嚭豌G。
一種制造由釬焊的部件構(gòu)成的組合件的方法，包括下列步驟(a)成形各部件，其中至少一個(gè)部件是用所述本發(fā)明的釬焊片材制成的；(b)將各部件組裝成組合件；(c)釬焊此組合件，方法是在真空或惰性氣氛中，并在不存在釬劑材料的情況下，在高溫加熱足夠長的一段時(shí)間，使填料熔化并鋪展開來；(d)冷卻釬焊好的組合件。
一種焊接兩個(gè)構(gòu)件的方法，包括使兩個(gè)構(gòu)件接觸，在一焊接操作中將兩個(gè)構(gòu)件焊接在一起形成焊縫，在焊接操作中，在焊縫處使作為填料金屬的呈鋁合金線或鋁合金棒狀的本發(fā)明鋁質(zhì)釬焊產(chǎn)品熔化。
附圖的簡要說明

圖1為過去工藝的釬焊片材示意圖。
圖2為本發(fā)明第一個(gè)較佳實(shí)施方案的含芯層的釬焊產(chǎn)品示意圖。
圖3為本發(fā)明第二個(gè)較好實(shí)施方案的不含芯層的釬焊產(chǎn)品示意圖。
圖4為經(jīng)刷凈并鍍鎳后的釬焊片材表面的SEM圖。
圖5為圖4的放大視圖。
圖6為未經(jīng)刷凈的但經(jīng)鍍鎳的釬焊片材表面的SEM圖。
圖7為本發(fā)明又一較佳實(shí)施方案的釬焊片材。
圖8為經(jīng)刷凈并鍍鎳的釬焊片材表面的SEM圖。
圖9為Ivadized鋼固定件與鍍鎳釬焊片材之間的釬焊焊縫。
圖10為輥壓接合的Feran片材與鍍鎳釬焊片材之間形成的釬焊焊縫。
圖11為鍍鎳鈦網(wǎng)與鍍鎳釬焊片材之間形成的釬焊焊縫。
較好實(shí)施方式詳細(xì)說明如上所述，本發(fā)明包括建立在美國專利3,970,237和4,028,200提出的工藝基礎(chǔ)上的焊接鋁的改進(jìn)方法，該專利指出，鎳和鋁在釬焊溫度下進(jìn)行的放熱反應(yīng)能夠使釬焊發(fā)生。還指出鈷和鐵在該工藝中可用作鎳的部分或全部代替品，鉛和/或鉍是有的用釬焊改進(jìn)劑，在過去的工藝中也稱為“潤濕劑”或“表面張力改進(jìn)劑”。
圖1為與過去工藝的釬焊片材示意圖，如可用美國專利3,970,237和4,028,200公開的工藝制得。釬焊片材產(chǎn)品包含一個(gè)芯層1，用含有鋁基釬焊合金的包層2包敷在它的一面或兩面。用電鍍法在包層的外面涂上一層薄薄的鎳基釬焊促進(jìn)層4，最好是鎳-鉛層。
圖2為本發(fā)明第一個(gè)較好實(shí)施方式的釬焊產(chǎn)品示意圖。此第一個(gè)較好實(shí)施方式的釬焊產(chǎn)品，包括一個(gè)芯層1，用含有鋁基釬焊合金的包層2包敷在它的一面或兩面，在包敷層外施加上鎳基釬焊促進(jìn)層4。在包層2和釬焊促進(jìn)層4之間涂上結(jié)合層3，從而在包層2和釬焊促進(jìn)層4之間形成有效的接合。雖然圖2顯示芯層1的兩面都有層2、3和4，但對(duì)專業(yè)人員來說顯然這些層還可以只涂在釬焊產(chǎn)品的一面上。
圖2所示的釬焊產(chǎn)品代表了各種制品。例如，圖2所示的釬焊產(chǎn)品可較好是一塊釬焊片材，該片材可以制成有用的形狀，與一種或多種由同種或不同金屬所組成的物質(zhì)進(jìn)行釬焊。換句話說，釬焊產(chǎn)品可以是個(gè)釬焊預(yù)制件，該預(yù)制件可以插入相同或不同金屬部件之間便于隨后進(jìn)行釬焊，該釬焊產(chǎn)品可以呈線狀、棒狀、片狀或薄片狀。例如，可以將預(yù)制件插入由未包鋁形成的鋁質(zhì)部件之間便于隨后進(jìn)行釬焊。當(dāng)在足夠高的溫度下加熱足夠長的一段時(shí)間后，包層2、結(jié)合層3和釬焊促進(jìn)層4熔融而形成填料金屬，在用釬焊法焊接的部件之間形成釬焊焊縫。
圖3為本發(fā)明第二個(gè)較好實(shí)施方式的釬焊產(chǎn)品示意圖，它沒有芯層1。在圖3所示的實(shí)施方式中，一個(gè)由鋁基釬焊合金組成的基材插在兩層結(jié)合層3和兩層鎳基釬焊促進(jìn)層4之間。此第二個(gè)實(shí)施方式的釬焊產(chǎn)品特別適合用作釬焊預(yù)制件，并且可以呈線狀、棒狀、片狀或薄片狀。
本發(fā)明方法包括調(diào)節(jié)鋁質(zhì)基材表面狀況，以改善其對(duì)于鎳或鈷這樣的金屬釬焊促進(jìn)層接受能力的步驟，已知這些金屬難以直接電鍍到鋁上，用而能保持其經(jīng)受上述放熱反應(yīng)的能力。
芯層如上所述，鋁質(zhì)基材可以是個(gè)芯層。該芯層熔點(diǎn)很高，足以使其在釬焊操作期間不熔化，并且最好用鋁或鋁合金制成。在某些較好實(shí)施方式中芯層還可以含鎂，以便提高芯層強(qiáng)度。芯層的含鎂最高可以約為8重量％，以最高約5重量％為好。合金中鎂含量可以有很大的變化，這取決于釬焊產(chǎn)品的預(yù)期用途，就AA30003合金而言，可以為0.05％或小于0.05％。在有些用途中，鎂含量范圍也可為0.5重量％～5.0重量％、0.2重量％～5重量％、0.5重量％～2.5重量％或0.2重量％～2.0重量％。
芯層中可以加入其他合金元素，如(但不作為限制)適量的Cu、Zn、Bi、V、Fe、Zr、Ag、Si、Ni、Co、Pb、Ti、Zr和Mn。例如，芯層可以含有含量范圍為0.02重量％～0.4重量％的V，用以提高芯層合金的耐腐蝕性。除非另作說明，在此提及的所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
用于芯層的較好的鋁合金為鋁業(yè)協(xié)會(huì)AA3000-系列合金，其中3003合金和3005合金常在釬焊產(chǎn)品中用作芯層材料。本發(fā)明釬焊產(chǎn)品的芯層材料還可以是不很常用的合金，如鋁業(yè)協(xié)會(huì)AA5000，AA6000和AA7000系列合金視釬焊產(chǎn)品用途而定。例如將低鋅含量的7000系列釬焊薄片用于高強(qiáng)度托架用途。
芯層可以不用鋁或鋁合金制成，而代之以鈦、鈦合金、青銅、黃銅、銅、高強(qiáng)鋼、低碳鋼、不銹鋼、鎳或鎳合金鋼。一些不銹鋼的例子如下碳含量0.01重量％～0.35重量％和Cr含量11重量％～27重量％的不銹鋼級(jí)別，如國際標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)所定義的那樣，象鐵素體級(jí)別，如ASTM 409、410S、430；馬氏體級(jí)別，如ASTM 420；雙聯(lián)法級(jí)別，如ASTM 329、S31803；奧氏體級(jí)別，如ASTM 301、304、304L、321、316L；耐熱和耐蠕變級(jí)別，如ASTM 309S、304H。高強(qiáng)鋼的屈服強(qiáng)度范圍往往為550～1100MPa，抗張強(qiáng)度范圍為585～1170Mpa，伸長率范圍為1～8。在不銹鋼中，以奧氏體不銹鋼為好。
芯層的厚度范圍通常最厚為5mm，范圍為0.1～2.5mm、0.1～2.0mm或0.2～2mm更好。
包層包層是填料金屬的一部分，因此熔點(diǎn)低于芯層和要進(jìn)行釬焊的金屬部件的熔點(diǎn)。如上所述，包層最好是鋁基釬焊合金，最好用輥壓接合法、包層法、物理蒸氣沉積(PVD)法、化學(xué)蒸氣沉積(CVD)法、半連續(xù)或連續(xù)澆注、噴淋成形或噴涂法施加在芯層上。
包層的鋁基釬焊合金最好含有與一種或多種合金元素結(jié)合的鋁，這些合金元素選自硅、鋅、鎂和它們的混合物，如鋁-硅、鋁-硅-鎂、鋁-硅-鋅和鋁-硅-鎂-鋅。包層還可以包含選自鉍、鉛、錫、鎳、鈹、鍺、鋰、銻、鉈、銅、鎂、銦、鐵、鋯、鈉、鈣和鍶等的其他合金元素。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)施方式中，包層是具有以下組成的鋁釬焊合金(重量百分?jǐn)?shù))Si2～18Mg最多8.0Zn最多5.0Cu最多5.0Mn最多0.30In最多0.30
Fe最多0.80Sr最多0.20至少有一種元素選自Bi0.01～1.0Pb0.01～1.0Li0.01～1.0Sb0.01～1.0每種元素雜質(zhì)含量最高0.05％，總雜質(zhì)含量最高0.20％，余量為鋁。
通常，包層中鎂含量不超過2.0重量％，當(dāng)鎂僅作為釬焊改進(jìn)劑存在時(shí)，其含量范圍最好為約0.1～2.0重量％或約0.2～2.0wt％。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層中的鉍含量有一個(gè)0.5％的上限。鉍含量合適的下限為0.01％，最好為0.05％。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層中的鋰含量有一個(gè)0.5％的上限。鉍含量合適的下限為0.01～0.3％，取決于包層的施加方法以及冶金情況。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層中的銻含量有一個(gè)0.5％的上限。銻含量合適的范圍為0.01～0.3％。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層中的Si的含量范圍為2～18％，最好為5～14％或7～18％，另外含有含量最高為8.0％的鎂，以最高為6％為好，最高為5.0％則更好。根據(jù)用途，鎂的含量范圍可以是0.5～8.0％、0.1～5％、0.2～5％、0.5～5％、0.5～2.5％或0.05～3％。另外，合金中可以添加(但不作為限制)適量的Cu、Zn和Sr。例如，Zn的添加量最高可以在5％或在0.5～3％范圍內(nèi)。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層中的Si的含量范圍為2～18％，最好為7～18％，另外含有含量最高為5％的鋅。鋅的含量范圍以0.5～3％為好。另外，可以添加(但不作為限制)適量的象Mg和Cu這樣的合金元素。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，鋁包層的Si含量范圍為2～18％，最好在7～18％，還可以含最高為5％的銅，銅含量范圍最好為3.2～4.5％，還可以添加(但不作為限制)適量的如Mg和Zn這樣的合金元素。
在一些較好實(shí)施方式中，鋁包層中可以含最多0.30％的作為合金元素的銦，以便獲得比鋁芯層合金更為負(fù)電性的腐蝕電勢(shì)。已知與加鋅的效果相比，銦在減少合金的腐蝕電勢(shì)方面有效得多。
在一些較好實(shí)施方式中，鋁包層中可以含最多為0.30％的作為雜質(zhì)元素的錳和/或鋯，最好最多為0.10％，最高為0.05％則更好。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中在包層中最好還具有最多0.50％的錳。
在一些較好實(shí)施方式中，鋁包層可以含最多0.8％作為雜質(zhì)元素的鐵，最好在0.4％的范圍內(nèi)。
在一些較好實(shí)施方式中，鋁包層可以含最多0.20％的鍶，以便在澆注包層合金時(shí)對(duì)包層中的硅進(jìn)行改性。鍶的最高添加量為0.05％更好。
如上所述，在一些較好實(shí)施方式中，，鋁包層最好包含至少一種或幾種選自鉍、鉛、鋰和銻組成的一組元素中的元素，各元素的含量范圍為0.01～1.0％，兩種或多種這些元素的總和最好不超過1.0％，鎂的含量可以最多到2.0％，如0.1～2.0％或0.2～2.0％。鎂與該元素組中的一種或多種元素的總和最好不超過2.5％。在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，包層包含一種或多種選自由鉍、鉛、鋰和銻組成的一組元素中的元素，各元素的含量范圍為0.01～0.1％，這些元素的總和最好不超過2.5％。
在鋁包層中鎂的含量最多可以為8.0％，較好的含量范圍已在前面給出，主要是為了提高鋁包層的機(jī)械性能。而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，含量最多2.0％的鎂也可以用作釬焊改進(jìn)劑，并可以減少或消除在包層中摻入象鉍、鉛、鋰和銻這樣的釬焊改進(jìn)劑的需要。當(dāng)鎂主要作為釬焊改進(jìn)劑而與無鉛釬焊促進(jìn)層結(jié)合使用時(shí)，其含量最好不超過2.0％。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)釬焊促進(jìn)層本身不需要含鉛作為合金元素。如果將給定含量范圍內(nèi)的Bi、Pb、Li、Sb、和Mg元素組的一種或多種元素添加到鋁包層中去的話，也可以獲得很好的效果。具體地說，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包層中的鎂與鎳、鎳-鉛或鎳-鉍釬焊促進(jìn)層結(jié)合可以帶來某些協(xié)同的益處。舉例來說，在鋁包層中加鉛的好處在于電鍍?cè)〉慕M成變得不那么復(fù)雜了，這是它本身的主要目的，而在制造包層時(shí)，在包層中添加合金元素就非常簡單。電鍍上去的電鍍鎳層基本上由鎳和不可避免的雜質(zhì)組成。從操作和環(huán)境觀點(diǎn)出發(fā)，作為鋁包層中的合金元素，鉍勝過鉛。
供釬焊之用，最佳的用在包層中的鋁合金為鋁業(yè)協(xié)會(huì)AA4000系列合金，其中以4045和4047為特別好的合金。在需要產(chǎn)生具有其他性能如耐腐蝕性包層的場(chǎng)合，可以使用其他合金，如AA3000、AA6000和AA7000系列合金。
包層的厚度范圍最好占釬焊產(chǎn)品總厚度的約2～20％，例如圖2所示的本發(fā)明釬焊片材厚度通常為約0.5mm。因此，包層總厚度最好為約10微米～100微米，40～80微米更為常見，如50微米。在如圖3所示的是個(gè)片材或薄片預(yù)制件但沒有芯層的場(chǎng)合，包層最好由厚度最多3mm的AA 4000系列合金組成，最好在約0.4～2mm范圍內(nèi)。
包層最好通過一層或多層中間層與芯層結(jié)合，中間層可以是鋁或鋁合金、銅或銅合金、鋅或鋅合金。
結(jié)合層結(jié)合層也可以形成填料金屬的一部分，并在鋁基材和釬焊促進(jìn)層之間形成有效結(jié)合，這種結(jié)合在釬焊片材隨后的例如彎曲等形變過程中，仍保持有效。最好用浸鍍、直接鍍或電鍍的方法將結(jié)合層施加到基材上。
結(jié)合層最好包含從鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻、鎂、鋰和鉈所組成的一組金屬中選出的一種或多種金屬。結(jié)合層可以認(rèn)為有三個(gè)作用。首先，由于施加結(jié)合層所用的處理，如鋅酸鹽和錫酸鹽處理為強(qiáng)堿性和/或涉及置換，它們對(duì)鋁的釬焊表面有“調(diào)適”作用。即，鋅酸鹽和錫酸鹽使天然氧化鋁層變薄或結(jié)構(gòu)改變，使之更易于釬焊。該改變了結(jié)構(gòu)的鋁表面隨后被鋅(等)所封閉。其次，結(jié)合層為以后的Ni沉積提供了較好的成核位點(diǎn)。第三，它能耐受酸性Ni電鍍?cè)〉乃嵝?，因此避免了發(fā)生鋁腐蝕或電鍍沉積物受到污染，并避免了浴液因溶解作用而中毒或分解。
結(jié)合層較好由純凈的或基本純凈的鋅、錫、鉛或鉍所組成，或者可以主要由鋅、錫、鉛或鉍(如至少50重量％)組成?？梢源嬖谏倭康倪@些或其他元素，如以下更為詳細(xì)的說明所示。通常，這些元素的含量低于10重量％，更常見的是低于5％，可以低于1％。
在一些較好實(shí)施方式中，結(jié)合層主要由鋅或錫與一種或多種從鉍、鉛、鋰和銻組成的一組元素中選出的輔助元素所組成。輔助元素的總含量可最多50％，但最好低于25％，如在1～25％范圍內(nèi)。
事實(shí)上，甚至是雜質(zhì)量的象鉛和鉍這樣的元素也足以對(duì)釬焊起到積極的作用，但可以在連續(xù)化工藝中對(duì)這些元素的含量加以控制，因而它們不再被看作雜質(zhì)。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，在鋅或錫基結(jié)合層中鉍的含量可最多10％，以改善結(jié)合層在釬焊期間的潤濕作用。
結(jié)合層的厚度以最大約0.5微米為好，最大約0.3微米更好，在0.01～0.15微米或0.02～0.15微米范圍內(nèi)最好，舉例來說0.3微米為特別較好的厚度。
如上所述，用浸鍍法可以將結(jié)合層施加到基材上。例如，在結(jié)合層為鋅基或錫基的情況下，最好通過鋅酸鹽或錫酸鹽的浸處理來施加。
鋅酸鹽浸浴最好是含有約20～100g/l氧化鋅和最多500g/l氫氧化鈉的堿性溶液。在一些較好實(shí)施方式中，鋅酸鹽中氧化鋅的含量可以在約40～50g/l。在一些較好實(shí)施方式中，浸浴中可以包含約400～500g/l氫氧化鈉或約60～250g/l氫氧化鈉，以約100～120g/l的含量最為典型?？梢允褂酶鞣N市售的鋅酸鹽浴，例如Bondal工藝的Chemtec(牌號(hào))024202，也叫Bondal工藝和Chemtec(牌號(hào))24195，也叫無氰化物的Bondal工藝。
典型的堿性錫酸鹽溶液含5～300g/l錫酸鈉或錫酸鉀和氫氧化鈉。
浸處理的時(shí)間最好在約1～300秒鐘范圍內(nèi)，較好的是約10～60秒鐘，典型的是約30秒鐘。浸處理浴的溫度為約15～30℃。浸電鍍?cè)〉臏囟容^好在約10～50℃的范圍內(nèi)，尤其好的范圍為約15～30℃。浸電鍍處理通常在室溫下進(jìn)行。
在本發(fā)明一個(gè)較好實(shí)施方式中，在先于施加結(jié)合層或其同時(shí)，對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械磨擦，即最好用市售的浸透合適的陶瓷顆粒的尼龍纖維舌形刷子或不銹鋼刷子對(duì)表面加以清潔，使得在目標(biāo)面上形成了許多凹陷部位。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)用刷子清潔基材能明顯提高浸涂敷步驟的速率。
將結(jié)合層施加到基材上僅是可以用來促進(jìn)釬焊促進(jìn)層與底下基材的粘合的“預(yù)處理”方法之一。對(duì)要沉積釬焊促進(jìn)層的基材外表面進(jìn)行預(yù)處理，可以改善釬焊促進(jìn)層與鋁質(zhì)基材例如釬焊片材產(chǎn)品的包層的粘著。預(yù)處理最好包括預(yù)清潔步驟，在該步驟中，要從表面上除去脂、油、拋光化合物、滾動(dòng)潤滑劑或開槽油的表面。該步驟可以用許多方法來完成，如蒸氣脫脂、溶劑清洗、溶劑乳液清洗或溫和侵蝕。在預(yù)清潔步驟之后或取而代之的是，可用以下一種或多種對(duì)基材表面進(jìn)行預(yù)處理的方法。
(a)在含氮酸的溶液(通常為25～50％)中進(jìn)行酸去污，溶液中可含氟化物和/或鉻酸和/或硫酸。適用的氟化物源舉例來說可以是氫氟酸或雙氟化銨，也可參見s.Wermick等人所著的“the surface treatment and finishinng of aluminum andits alloys”，asm international，第5版，1987年，第一卷，pp181～182。
(b)機(jī)械預(yù)處理，如拋光、研磨、刷光或噴砂。已知，舉例來說在含碳較少的醇如異丙醇接觸情況下進(jìn)行刷潔，可參見美國專利4,338,159。
(c)堿侵蝕，參見s.Wermick等人所著的“the surface treatment and finishinngof aluminum and its alloys”，asm international，第5版，1987年，第一卷，pp191～203。
(d)水性洗滌劑清洗。
(e)陽極氧化，參見s.Wermick等人所著的“the surface treatment andfinishinng of aluminum and its alloys”，asm international，第5版，1987年，第二卷，pp1006ff。
(f)電解?；螂娊馇逑?。
(g)舉例來說，如美國專利4,741,811、5,245,847和5,643,434所描述的預(yù)處理。
(h)如上所述的鋅酸鹽和錫酸鹽浸預(yù)處理之類的浸漬。也可參見s.Wermick等人所著的“the surface treatment and finishinng of aluminum and its alloys”，asminternational，第5版，1987年，第二卷，第14和15章。
使用了上述(a)～(g)預(yù)處理方法中的任何一種，就可以不用結(jié)合層，而直接將釬焊促進(jìn)層涂到底下的基材上，通常是一種鋁釬焊合金。
釬焊促進(jìn)層在釬焊溫度下釬焊促進(jìn)層發(fā)生反應(yīng)或溶解，并與包層和/或可有的結(jié)合層的填料金屬摻合在一起。理論上釬焊促進(jìn)層的涂敷方法有電鍍、化學(xué)鍍、輥壓結(jié)合、熱噴涂、等離子噴涂、化學(xué)蒸氣沉積(CVD)、物理蒸氣沉積(PVD)或其他由氣相或蒸氣相金屬或金屬合金沉積的工藝，但是這些方法中有些行不通或難以控制。根據(jù)本發(fā)明，電鍍是最好的施加釬焊促進(jìn)層的方法。
釬焊促進(jìn)層是由一種或多種從包括鎳、鈷和鐵的一組金屬中選出的金屬所組成的。釬焊促進(jìn)層最好為鎳基或鈷基。釬焊促進(jìn)層為鎳基則更好，最好可包含純鎳或與一種或幾種合金元素和/或雜質(zhì)結(jié)合的鎳。當(dāng)釬焊促進(jìn)層為鎳基時(shí)，最好含一種或多種從包括鈷、鐵、鉛、鉍、鎂、鋰、銻和鉈在內(nèi)的一組金屬中選出的合金元素或雜質(zhì)。鎳基釬焊促進(jìn)層的具體例子為鎳、鎳-鉍、鎳-鉛、鎳-鈷、鎳-鉍-鈷、鎳-鉛-鈷、鎳-鉛-鉍、鎳-鉛、鎳-鈷、鎳-鉍-鈷、鎳-鉛-鈷、鎳-鉛-鉍、鎳-鉍-銻等。
在一些較好的鎳基釬焊促進(jìn)層實(shí)施方式中，鉛或鉍的含量最多約10％，最多約5％為好，最多約3％更好，但是這些元素的含量較低，甚至痕量也具有有益的作用。例如，鉛或鉍的含量低至約1.0％，約0.01～1.0％或約0.01～0.05％會(huì)有益處。
在可工業(yè)化使用的施加釬焊促進(jìn)層的方法中，無法直接施加象鎂和鋰這樣的在釬焊促進(jìn)層中呈非合金形式的反應(yīng)性金屬，在構(gòu)成填料金屬的一層或多層其他層中含有這些金屬會(huì)更實(shí)用。但是它們最好存在于構(gòu)成填料金屬的多層中，這樣有助于釬焊。盡管這樣，釬焊促進(jìn)層中最好存在含量范圍為約0.05～3.0％的鎂，最好存在含量范圍為約0.01～0.5％的鋰。
在另一個(gè)較好的鎳基釬焊促進(jìn)層實(shí)施方式中，存在含量范圍為0.01～1.0％的鉈，但是因鉈有毒，最好避免使用。
當(dāng)包層含有上述數(shù)量范圍的從包括鉍、鉛、鋰、銻或鉈在內(nèi)的一組金屬中選出的一種或多種潤濕劑時(shí)，可以部分或完全避免將這些元素?fù)饺氲解F焊促進(jìn)層中。例如，當(dāng)包層包含一種潤濕劑時(shí)，就可以在釬焊促進(jìn)層中完全不用鉍和鉛，也可以將它們的濃度降低到不大于0.01％，只要Bi和Pb的含量在實(shí)際上受到了有效控制，能保持穩(wěn)定的可釬焊性。
釬焊促進(jìn)層的厚度最好最多約2.0微米，最多約1.0微米更好，最多0.5微米甚至更好，最好為約0.05～0.5微米。釬焊促進(jìn)層的最小厚度最好約為0.25～0.30微米。
如上所述，最好用電鍍法施加釬焊促進(jìn)層。在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)施方式中，釬焊促進(jìn)層的電鍍是在以下條件下進(jìn)行的(a)電鍍?cè)囟葹?0～70℃，最好為20～30℃；(b)電鍍?cè)H值為4.0～12.0，7.0～12.0更好，如10.0～12.0和10.5；(c)電流密度為0.1～15.0A/dm2，以0.1～10.0A/dm2為好，0.5～4.0A/dm2更好。
(d)電鍍時(shí)間為1～300s，以30～120s為好，如100s；(e)電鍍?cè)〗M成包含硫酸鎳和/或氯化鎳、檸檬酸鈉、乙酸鉛和氫氧化銨。
上述較好的電鍍?cè)〗M成，較好包含0～300g/l硫酸鎳，3～200g/l更好，50～70g/l甚至更好。
上述較好的電鍍?cè)〗M成最好包含50～300g/l檸檬素鈉，60～300g/l更好，100g/l甚至更好，但在某些實(shí)施方式中較好為30g/l檸檬素鈉?？梢杂闷咸撬徕c來代替檸檬素鈉或與之混合，以最多300g/l為好，60～300g/l更好，約150g/l甚至更好。
上述較好的電鍍?cè)〗M成，最好包含5～325ml/l氫氧化銨(以30％氫氧化銨溶液)，5～150ml/l更好，約75ml/l甚至更好。
當(dāng)釬焊促進(jìn)層含鉛時(shí)，上述較好的電鍍?cè)〗M成最好包含0.05～10.0g/l乙酸鉛，1.0g/l乙酸鉛為好。作為乙酸鉛的替代物，可以使用濃度為0.05～5g/l或約0.05～1％的檸檬素鉛，1.0g/l更好。
當(dāng)釬焊促進(jìn)層含鉍時(shí)，上述較好的電鍍?cè)〗M成最好包含0.05～5g/l乳酸鉍，含1.0g/l乳酸鉍更好。
當(dāng)釬焊促進(jìn)層含鈷時(shí)，如含鎳-鈷或鎳-鉛-鈷時(shí)，上述較好的電鍍?cè)〗M成中還可以包含10～100g/l的氯化鈷，約50g/l更好。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為8.1的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行釬焊促進(jìn)層電鍍；電鍍?cè)〗M成包含約70g/l硫酸鎳，30g/l氯化鎳，120g/l檸檬素鈉，20g/l乙酸鈉，15g/l硫酸銨，1g/l乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨(以30％氫氧化銨溶液)。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為7.8的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行釬焊促進(jìn)層電鍍；電鍍?cè)〗M成包含約70g/l硫酸鎳，30g/l氯化鎳，120g/l檸檬素鈉，20g/l乙酸鈉，50g/l氯化銨，1g/l乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨(以30％氫氧化銨溶液)。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為7.6的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行釬焊促進(jìn)層電鍍；電鍍?cè)〗M成包含約150g/l氯化鎳，200g/l檸檬素鈉，20g/l氯化銨，1g/l的乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨(以30％氫氧化銨溶液)，還可包含66g/l葡糖酸鈉。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為7.6的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行釬焊促進(jìn)層電鍍；電鍍?cè)〗M成包含約150g/l氯化鎳，200g/l檸檬素鈉，20g/l氯化銨，1g/l的乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨(以25％氫氧化銨溶液)。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為6.4的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行釬焊促進(jìn)層電鍍；電鍍?cè)〗M成包含約155g/l氯化鎳，1g/l的乙酸鉛，154g/l乙二胺四醋酸和93ml/l氫氧化銨(以30％氫氧化銨溶液)。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在pH值為3～12、約5～12更好的寬pH值范圍內(nèi)有效的電鍍?cè)≈袑⑩F焊促進(jìn)層電鍍到基材上；電鍍?cè)〗M成如下(a)3～20％硫酸鎳；(b)3～10％氯化鎳；(c)6～30％選自檸檬素鈉和葡糖酸鈉的緩沖鹽；(d)0.005～1.0％選自醋酸鉛和檸檬素鉛的鉛鹽；(e)銨，在電鍍?cè)≈墟嚒脵幟仕猁}∶銨的摩爾比約為1∶0.5到1.5∶1到6。
可以不用鉛鹽或用適量的其他金屬如鉍的鹽取而代之，取決于釬焊促進(jìn)層較好的組成。
另外，用酸性電鍍液將釬焊促進(jìn)層電鍍到基材上。以下為本發(fā)明的一貫實(shí)施方式的較好的酸性電鍍條件(a)電鍍?cè)囟葹?0～70℃，最好為40～60℃或室溫；(b)電鍍?cè)H值范圍為約3～5，以約4～5，約4.8～5.2更好；(c)電流密度為0.1～10.0A/dm2，以0.5～5.0A/dm2為好；(d)電鍍時(shí)間為1～300s，以20～100s為好；(e)電鍍?cè)〗M成中包含硫酸鎳、氯化鎳和硼酸。
上述較好的酸性電鍍?cè)〗M成包含最多400g/l硫酸鎳，以300g/l為好；5～400g/l更好，240～300g/l硫酸鎳尤其好，但是70g/l的濃度適用于某些電鍍?cè)〗M成。
在上述較好的酸性電鍍?cè)〗M成中包含10～100g/l氯化鎳，以30～60g/l為好，40～60g/l更好。
在上述較好的酸性電鍍?cè)〗M成中包含5～100g/l硼酸，以25～40g/l硼酸為好。
在本發(fā)明的另一個(gè)較好實(shí)施方式中，在以下酸性條件下涂敷釬焊促進(jìn)層(a)電鍍溫度25～30℃；(b)電鍍?cè)〉膒H值范圍為3.2～6.2，用硫酸、乙酸或鹽酸進(jìn)行控制；(c)電流密度為50mA/cm2；(d)電鍍時(shí)間為1～300s；(e)電鍍?cè)〗M成包含約100g/l氯化鎳，并任選包含約30g/l硼酸。
另外，按照本發(fā)明方法施加了結(jié)合層以后，可以在含烷基磺酸電解質(zhì)，最好是甲烷磺酸的的酸性溶液中用電鍍的方法施加鎳基釬焊促進(jìn)層。
另外，按照本發(fā)明方法施加了結(jié)合層以后，可以用在氨基磺酸鹽溶液，例如在氨基磺酸鉛溶液中(當(dāng)釬焊促進(jìn)層中含鉛時(shí))電鍍的方法涂敷鎳基釬焊促進(jìn)層。該氨基磺酸鹽溶液通常包含50～500g/l氨基磺酸鎳、0.05～30g/l氨基磺酸鉛、15～50g/l硼酸和可有的潤濕劑。浴溫在20～70℃范圍內(nèi)。
另外，按照本發(fā)明方法施加了結(jié)合層以后，用在氟硼酸鹽例如氟硼酸鉛(Pb(BF4)2)溶液(當(dāng)釬焊促進(jìn)層中含鉛時(shí))中電鍍的方法涂敷鎳基釬焊促進(jìn)層。氟硼酸鎳的濃度范圍往往為50～500g/l，可用的氟硼酸鉛的濃度范圍為0.5～30g/l，可用的氟硼酸的濃度范圍為1～50g/l，硼酸15～50g/l和可用任選的潤濕劑。浴溫范圍為20～80℃，以40～70℃為好。一個(gè)好處在于這種溶液，如所述的其他溶液一樣，不需要使用氫氧化銨。
另外，按照本發(fā)明方法施加了結(jié)合層以后，用在包含50～500g/l乙酸鎳、0.05～30g/l乙酸鉛、15～50g/l硼酸、最多200ml/l乙醇酸(70％)、20～100g/l乙酸鈉和可有的潤濕劑的電鍍?cè)≈须婂兊姆椒ㄍ糠箧嚮F焊促進(jìn)層。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式，在下列條件下涂敷鎳-鉍釬焊促進(jìn)層(a)電鍍?cè)〉膒H值的范圍為2.5～10；(b)電鍍?cè)≈墟囯x子濃度范圍為10～100g/l，以在20～70g/l范圍內(nèi)為好；(c)電鍍?cè)≈秀G離子濃度范圍為0.01～10g/l，以在0.02～5g/l范圍內(nèi)為好；(d)電鍍?cè)≈袡幟仕猁}離子濃度范圍為40～150g/l，以在80～110g/l范圍內(nèi)為好；(e)電鍍?cè)≈衅咸撬猁}離子濃度范圍為2～80g/l，以在4～50g/l范圍內(nèi)為好；(f)電鍍?cè)≈新然蚍x子濃度范圍為1～50g/l，以在1～30g/l范圍內(nèi)為好；加入氯化鎳、氟硼酸鎳、氨基磺酸鎳、乙酸鎳或硫酸鎳可以在電鍍?cè)≈挟a(chǎn)生所需的鎳離子濃度，以加入硫酸鎳(NiSO4·6H2O)最佳。含水浴液中鎳鹽濃度太高時(shí)，存在溶液中的鎳鹽發(fā)生結(jié)晶的危險(xiǎn)，這種情況會(huì)影響連續(xù)化過程。浴液鎳的總濃度過低，會(huì)因電鍍時(shí)間過長和電流密度低而變得不夠經(jīng)濟(jì)。
有各種方法可以在電鍍?cè)≈挟a(chǎn)生鉍離子濃度，最好采用添加一種或多種從以下一組化合物中選出的化合物的方法碳酸鉍(Bi2(CO3)3)、氧化鉍(Bi2O3)、檸檬酸鉍(BiC6H5O7)和氯化鉍(BiCl3)。還可以添加氫氧化鈉來調(diào)節(jié)含水浴液的pH值。在存在鎳的情況下使用碳酸鉍或氧化鉍可以得到一種適用的電鍍?cè)?，該電鍍?cè)≡谙喈?dāng)寬pH值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。水浴液中鉍離子濃度太高，所產(chǎn)生的沉積物中會(huì)有不合需要的高鉍濃度。釬焊片材產(chǎn)品上所產(chǎn)生的Ni-Bi層中Bi離子的濃度不宜大于5重量％，最好不大于3重量％。所得浴液中鉍的濃度過低，會(huì)因電鍍時(shí)間太長和電流密度低而變得不經(jīng)濟(jì)。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，釬焊促進(jìn)層電鍍用的電鍍?cè)?，其組成如下(a)硫酸鎳濃度在45～450g/l范圍內(nèi)，以90～310g/l為好；(b)氯離子濃度在1～50g/l范圍內(nèi)，以1～30g/l為好；(c)檸檬素鈉濃度在55～180g/l范圍內(nèi)，以110～150g/l為好；(d)葡糖酸鈉濃度在2～90g/l范圍內(nèi)，以5～55g/l為好；(e)硫酸銨濃度最多270g/l；
(f)氧化鉍濃度在0.02～22g/l范圍內(nèi)，以0.05～11g/l為好，或者碳酸鉍濃度在0.03～29g/l范圍內(nèi)，以0.06～14g/l為好.
需要添加選自氯和氟的離子來減少陽極腐蝕。適用的氯離子源物質(zhì)，為濃度最多415g/l的氯化鎳(NiCl2.6H2O)，最多250g/l為好。
可以加入(H+)或(OH-)將pH值調(diào)節(jié)到2.5～10范圍內(nèi)。鑒于會(huì)產(chǎn)生氨氣煙霧，應(yīng)避免使用氫氧化銨。
為了減少釬焊促進(jìn)層中的應(yīng)力，可以在電鍍?cè)≈屑尤霛舛茸疃?0g/l最好在1～25g/l范圍內(nèi)的銨離子，或濃度最多40g/l的三乙胺離子或它們的混合物，或其他等同組分。任何可溶解的銨鹽可以用作NH4+的源物質(zhì)。
本發(fā)明另一種較好的釬焊產(chǎn)品，包括兩層依次涂敷的含鎳層，施加在結(jié)合層表面或直接施加在底下的基材上。如上述各例所述，可以利用鉛或鉍結(jié)合層以及鎳釬焊促進(jìn)層。在這種情況下，結(jié)合層起方促進(jìn)粘著和用作潤濕劑的雙重作用。還可以共沉積鎳和鉛或鉍作為結(jié)合層，出于同樣目的，接著再沉積鎳。一種較好的做法，如圖7所示，是采用鋅(或錫)結(jié)合層3，接著是由含鎳和鉛或鎳和鉍的內(nèi)層4a以及含鎳的外層4b組成的雙層。通過這種改變，結(jié)合層為其后各層的成核提供了良好的表面；含鎳的內(nèi)層提供了理想的潤濕劑；外層提供理想的助釬焊金屬鎳，可用高濃度的電鍍液來涂敷鎳而不需要含有鉛，如上所述，鉛會(huì)使電鍍?cè)〉幕瘜W(xué)組成復(fù)雜化。的確，也可較好對(duì)“內(nèi)層”和“外層”加以調(diào)換，即最后才涂潤濕劑，以便舉例來說避免產(chǎn)生交叉污染的可能。
填料金屬如上所述，填料金屬在釬焊時(shí)熔融，是由包層、可用的結(jié)合層和釬焊促進(jìn)層所組成的。也可以與芯材或一個(gè)中間層形成一定量的合金。通常中間層和芯層材料為鋁基材料，因此用鋁或多或少的稀釋了熔體。
填料金屬作為整體，最好包含一種或多種數(shù)量如下的下列元素Bi 0.01～0.5％，以0.05～0.5％為好Mg 0.05～3.0％，以0.05～2.0％或0.2～2.0％為好Pb 0.01～1.0％Li 0.01～0.5％Sb 0.01～0.5％，以0.05～0.5％為好Th 0.01～1
填料金屬中最好還含有鋅。
輔助層最好能夠在釬焊促進(jìn)層上面提供另一層金屬層，以改善本發(fā)明釬焊產(chǎn)品的某些性能，包括腐蝕性能。這一點(diǎn)在以下低溫釬焊內(nèi)容中進(jìn)行詳細(xì)討論。
釬焊組合件的形成本發(fā)明還涉及對(duì)一些部件進(jìn)行釬焊結(jié)合形成的組合件，并涉及制造這種組合件的方法，其中至少有一個(gè)部件是本發(fā)明的釬焊產(chǎn)品。該釬焊產(chǎn)品最好是個(gè)釬焊片材、或釬焊預(yù)制件、或用本發(fā)明釬焊片材、釬焊預(yù)制件制成的可釬焊物品。較好的可釬焊物品可以是個(gè)熱交換器或燃料電池的部件，如熱交換器板，釬焊組合件較好是熱交換器或燃料電池。
要加到本發(fā)明組合件中的釬焊片材最好具有圖2所示的結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^例如彎曲、沖壓或滾軋成形將這樣的釬焊片材制成可釬焊物品。
在正常情況下，最為經(jīng)濟(jì)的方法是在連續(xù)化工藝中，利用卷材形式的釬焊片材，將釬焊促進(jìn)層以及(如果必要的話)結(jié)合層施加到釬焊片材上。在將釬焊片材制成可釬焊的物品之后，可能還可有一個(gè)或多個(gè)這樣的涂敷步驟。這種方法舉例來說，可用于需要將釬焊片材加以劇烈形變而制成部件的場(chǎng)合，關(guān)鍵在于可以在確切的形變部位上形成釬焊接合；在這種情況下可能存在電鍍層起殼或開裂的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果增加了變形部位涂層氧化的風(fēng)險(xiǎn)，因此不需要為即使在如此劇烈形變的情況下也要確保良好的粘合而強(qiáng)調(diào)工藝的工作特性，僅僅進(jìn)行隨后的涂敷加工可能更為經(jīng)濟(jì)。還可以想象在增加的材料處理成本(部件單獨(dú)涂敷成本與連續(xù)滾動(dòng)涂敷比較)被涂敷材料的利用而節(jié)約的成本所補(bǔ)償?shù)那闆r下，例如在這樣情況下由于部件形狀各異，在沖切期間產(chǎn)生大量的廢料(這些廢金屬不需要涂敷)，涂敷步驟可以在成形之后進(jìn)行。
要加入到本發(fā)明組合件中的釬焊預(yù)制件最好具有圖2或3所示的結(jié)構(gòu)，可以呈線、棒、片或薄片狀，可以帶有結(jié)合層和/或釬焊促進(jìn)層。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，釬焊產(chǎn)品是個(gè)釬焊片材，制造本發(fā)明釬焊組合件的方法由下列步驟組成(a)成形或形成部件，其中至少有一個(gè)部件是上述本發(fā)明的釬焊片材產(chǎn)品制成的；
(b)將各部件組裝成組合件；(c)在真空或惰性氣體保護(hù)下，在不存釬焊焊劑情況下，將組合件在高溫加熱足夠長的時(shí)間，以使包層和包層外面的各層熔融并鋪展，這樣將組合件釬焊起來；(d)冷卻釬焊好的組合件。
非氧化性氣氛是由惰性氣體組成的，最好是干燥的氮?dú)狻?br> 釬焊組合件最好在步驟(d)中冷卻到100℃以下。冷卻速度可以在典型的釬焊爐冷卻速度范圍內(nèi)。典型的冷卻速度為至少10℃/min或大于10℃/min。
根據(jù)材料的不同，尤其是存在于芯材中鋁合金的情況下，組裝工藝還可以包括一個(gè)步驟(e)，將釬焊好并冷卻的組合件進(jìn)行老化，以優(yōu)化其機(jī)械和耐腐蝕性能。需要對(duì)釬焊產(chǎn)品的冷卻速度加以調(diào)節(jié)以便能夠進(jìn)行老化，即根據(jù)釬焊爐的結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)，較快的冷卻速度可能是必要的。另外，還可以自然地或通過熱處理來實(shí)現(xiàn)老化。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，釬焊產(chǎn)品是個(gè)線、棒、片或薄片形式的釬焊預(yù)制件，它插在部件之間以便用于隨后的釬焊。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，釬焊產(chǎn)品是個(gè)在將一件或多件結(jié)構(gòu)部件焊接在一起的方法中使用的線或棒狀的釬焊預(yù)制件。在結(jié)構(gòu)部件之間形成焊接接合的方法是在焊接操作時(shí)使本發(fā)明釬焊預(yù)制件熔化，從而在焊接接合部位形成填料金屬。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了制造釬焊部件的組合件的方法，其中至少有兩個(gè)部件互不相同，一個(gè)部件為本分明的釬焊產(chǎn)品。例如，可以與本分明釬焊產(chǎn)品接合在一起的不同金屬，包括鋁化金屬如鋁化或用鋁涂敷過的鋼；鈦；鈦合金；有電鍍層的鈦；有涂層的鈦如有鎳涂層的鈦；銅和銅合金如青銅和黃銅；鋼(如不銹鋼)，有電鍍層的不銹鋼，有涂層的不銹鋼，低碳鋼、有電鍍層的低碳鋼、有涂層的低碳鋼，高強(qiáng)鋼，有涂層的高強(qiáng)鋼，有電鍍層高強(qiáng)鋼；鎳，鎳合金和鎳合金鋼。
以上所列有電鍍層的鈦和鋼最好用銅電鍍，或者，對(duì)有電鍍層的鈦而言，最好用鎳，鎳-鉛、鎳-鉍等電鍍。
不銹鋼的有些例子如下含有0.01～0.35重量％碳和11～27重量％Cr的不銹鋼級(jí)別，按國際標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)定義，如鐵素體級(jí)別，例如為ASTM 409、410S、430；馬氏體級(jí)別，例如為ASTM 420；雙聯(lián)法級(jí)別，例如為ASTM 329，S31803；奧氏體級(jí)別，例如為ASTM 301，304，304L，321，316L；耐熱及耐蠕變級(jí)別，例如為ASTM 309S，304H。高強(qiáng)鋼的屈服強(qiáng)度范圍通常在550～1100MPa，抗張強(qiáng)度范圍為585～1170MPa，伸長率范圍為1～8。在不銹鋼中，以奧氏體鋼為好。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，本發(fā)明釬焊產(chǎn)品可以與不相同的金屬釬焊，包括任何一種上述合金。具體地說，本發(fā)明釬焊產(chǎn)品可以與叫做6062的快削型6061合金釬焊，該合金中分別特意添加了各為0.4～0.7％的Pb和Bi。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了將各部件釬焊成的組合件的制造方法，包括以下步驟(i)形成上述各部件，其中至少有一個(gè)部件是用多層釬焊片材產(chǎn)品制成的，所述多層釬焊片材產(chǎn)品，包括芯材(a)，具有在所述芯材至少一個(gè)表面上的鋁包層(b)，鋁包層是用含硅量范圍為2～18重量％，以5～14重量％鋁合金制成，在所述鋁包層外表面上的含鎳層(c)和在所述鋁包層外表面與所述含鎳層之間作為結(jié)合層的含鋅或含錫的層(d)；(ii)形成至少一個(gè)不同于多層釬焊片材產(chǎn)品芯材的其他金屬部件，該金屬從由鈦，鈦合金，有電鍍層的鈦、有涂層的鈦，青銅，黃銅、不銹鋼，有電鍍層的不銹鋼，有涂層的不銹鋼，鎳，鎳合金，低碳鋼，有電鍍層的低碳鋼，有涂層的低碳鋼，高強(qiáng)鋼，有涂層的高強(qiáng)鋼和有電鍍層的高強(qiáng)鋼組成的一組金屬中選出；(iii)將各部件組裝成組合件，使得多層釬焊片材產(chǎn)品的含鎳層(c)部分或全部地面對(duì)至少一個(gè)不同于多層釬焊片材產(chǎn)品芯材的該其他金屬部件；(iv)釬焊此組合件，條件是在真空或最好在惰性氣氛中、在不存在釬焊焊劑情況下，在高溫加熱足夠長的時(shí)間，使鋁包層和所有在其外面的各層熔化和鋪展開來；(v)冷卻釬焊好的組合件。冷卻速度可以在典型的釬焊爐冷卻速度范圍內(nèi)。典型的冷卻速度至少為10℃/min或更大，最好為40℃/min或更大。
此方法可以用于設(shè)計(jì)和制造釬焊組合件，舉例來說，其中一個(gè)部件用鈦或者有電鍍鈦層或涂層的鈦，如銅電鍍、鎳電鍍、鎳-鉛電鍍或鎳-鉍電鍍的鈦制成，用釬焊法將該部件釬焊到多層釬焊片材部件的一面，該部件的兩面都有含鎳層(d)，該層可以保持基本無鉛，并且在該多層釬焊片材的另一面用釬焊法焊接一個(gè)用有電鍍層或涂層的不銹鋼或鋁制成的部件。用釬焊法完成的焊接是可靠的，具有足夠的強(qiáng)度。
此方法可用于釬焊組合件的設(shè)計(jì)和制造，其中通過將釬焊片材或釬焊預(yù)制件夾在不同金屬之間的方法，將本發(fā)明釬焊預(yù)制或預(yù)制件用于鋁與鋁或任何鋁化金屬；鎳涂敷的鈦或鋼與鋁或任何鋁化金屬；或鎳涂敷的鈦或鋼與鎳涂敷的鈦或鋼的釬焊。
如上所述，本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品可以成形成各種部件，用于熱交換器和燃料電池，例如，可以將本發(fā)明釬焊片材用于制造或組裝復(fù)雜的構(gòu)件如罐、棱柱罐、容器、電池或其他用于燃料電池?zé)峤粨Q器的部件。
在本發(fā)明另一個(gè)較好實(shí)施方式中，本發(fā)明釬焊片材可以用來制造剛性金屬復(fù)合板，該板包括至少兩塊平行的金屬板和/或固定在加勁板上的片材。加勁板最好用本發(fā)明釬焊片材產(chǎn)品制成，平行金屬板或片材可以相同或不同，和/或是加勁板。
加勁板最好具有波紋或蜂窩結(jié)構(gòu)。例如，板上的波紋可用輥軋成形法形成。波紋片可以具有V型峰和谷，改進(jìn)V型平坦化峰和谷，或則峰和谷可以具有燕尾形或曲線形。蜂窩構(gòu)件最好用兩塊或多塊具有扁平峰和谷的加勁板制成，一塊片材的峰與相鄰片材的谷釬焊。最好以將加勁板焊接到平行金屬板或片的同一釬焊操作對(duì)蜂窩構(gòu)件釬焊。另外，由于蜂窩密度或電池尺寸變化，使用本發(fā)明釬焊片材制造復(fù)合金屬板可以使蜂窩芯具有各種數(shù)量、密度不同的蜂窩組成部分。
一種較好的本發(fā)明剛性金屬板包括一塊本發(fā)明波紋狀的釬焊片材，該片材的形狀與那些用于制造熱交換器的紊流片一樣。波紋(峰)間的距離為約20mm，較好的波紋高度以8.5mm左右為好。
另一種較好的本發(fā)明剛性金屬板包括本發(fā)明波紋狀釬焊片材，該片材是一塊具有許多杯狀孔穴的成形片材，這些杯狀孔穴基本上平行成排排列，在交替的平行排中杯狀孔穴的開口相向面對(duì)。杯狀孔穴的頂面形成波紋加勁片的峰或谷，通過釬焊將頂面與平行金屬板或片焊接起來。頂面可以是扁平的用來增加與平行金屬板或片的接觸面積，并以此提高釬焊后焊接處的強(qiáng)度。杯狀孔穴可以有幾種形狀圓形、圓柱形、球形或圓錐形。這種類型的波紋加勁片可以設(shè)計(jì)和制造出在多個(gè)方向上的剛性都有提高的復(fù)合金屬板。具有這種結(jié)構(gòu)的波紋加勁片在專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)知曉，并被用作汽車和卡車的防熱層。在一個(gè)較好實(shí)施方式中，同一排相鄰杯狀孔穴間的距離約為10～30mm，杯狀孔穴的深度約為25mm。
“低溫”釬焊的用釬焊產(chǎn)品在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，本發(fā)明提供液相線溫度在570℃以下的釬焊產(chǎn)品，即釬焊片材和釬焊預(yù)制件。釬焊，根據(jù)定義，是使用液相線溫度在450℃以上并低于基礎(chǔ)金屬固相線溫度的填料金屬。因此本發(fā)明的低溫釬焊產(chǎn)品的的液相線溫度在450℃以上至低于570℃，以約490℃至570℃為好，510至550℃更好。
在這些溫度下，可以釬焊在傳統(tǒng)釬焊溫度下難以或不可能釬焊的合金，如AA5052、AA5056、AA5083和AA5059等AA5000系列，含鎂量最多6％的鋁合金。本發(fā)明此實(shí)施方式的釬焊產(chǎn)品既可以在真空釬焊中應(yīng)用，也可以在受控氣氛條件下進(jìn)行無焊劑釬焊，但以無焊劑CAB為好。
本發(fā)明的低溫釬焊產(chǎn)品包括一種帶有鎳基釬焊促進(jìn)層的本發(fā)明釬焊產(chǎn)品，分別沉積在釬焊促進(jìn)層的一面的是含某種金屬的金屬層，這種金屬產(chǎn)生液相線溫度為490～570℃，最好為510～550℃的填料。
分別沉積的金屬可以施加在釬焊促進(jìn)層的表面或釬焊促進(jìn)層的下面，釬焊促進(jìn)層與結(jié)合層之間，或在釬焊促進(jìn)層與基材之間(當(dāng)釬焊產(chǎn)品不含結(jié)合層時(shí))。分別沉積的金屬層以施加在釬焊促進(jìn)層的表面上為好。
在一個(gè)較好實(shí)施方式中，分別沉積的金屬層包含銅或銅基合金，該金屬層含至少60重量％銅更好。適用的銅基合金為黃銅和青銅。分別沉積的金屬層厚度以至多10微米為好，至多7微米更好，厚度約4微米甚至更好。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)銅能降低所產(chǎn)生的金屬填料的液相線溫度。但是，除了銅或銅基層外，可以施加其他金屬層。這樣的其他金屬層最好由鋅或錫組成。
含銅或銅基合金的金屬層以電鍍法沉積為好，但可以用其他工藝代替，象熱噴涂、等離子噴涂、CVD、PVD或其他已知的氣相或蒸氣相沉積金屬或金屬合金的其他工藝。
一種較好的本發(fā)明低溫釬焊產(chǎn)品的特征在于，作為包層及其外面各層的填料金屬具有一種組成，至少包含重量百分?jǐn)?shù)如下的元素(a)含量范圍為5～10％，以7～10％為好的Si；(b)含量范圍為12～25％，以12～18％為好的Cu；(c)含量至多為0.25％，以0.02～0.25％為好的Bi；(d)含量范圍為0.05～0.4％，以0.05～3.0％為好的Ni；(e)含量范圍至多為20％，以至多10％為好，至多0.25％更好，至多0.15％甚至更好的Zn；
(f)含量范圍至多為5％的Sn；(d)含量范圍至多為5％的Mg；余量為鋁和雜質(zhì)。
典型的雜質(zhì)元素為存在于鋁包層中的鐵，含量范圍可以最多0.8％。填料金屬中還可以存在其他合金元素或雜質(zhì)，通常包括以上所列可以存在于包層中作為合金元素或雜質(zhì)的元素。
上述填料金屬組合物的液相線溫度范圍為510～550℃。
一種含銅或銅合金的分別沉積金屬層最好采用在堿性氰化銅基電鍍?cè)≈须婂冦~或銅合金的方法沉積，該電鍍?cè)】稍趯抪H范圍內(nèi)操作，可采用高電流密度在工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)線上使用。以下為較好的堿性氰化銅基電鍍?cè)〗M成(a)含量范圍為5～200g/l，以20～150g/l為好的磷酸銅，又以焦磷酸銅為較好的鹽；(b)含量范圍為500～700g/l，以150～400g/l為好的焦磷酸鉀；(c)含量范圍為2～50g/l，以4～25g/l為好的可用的檸檬素；(d)可以加入(OH-)將pH值調(diào)整到7～11范圍內(nèi)。
電鍍?cè)〉臏囟茸詈迷?0～70℃范圍內(nèi)，以40～65℃為好。在該溫度范圍內(nèi)離子的遷移性增加，不需要冷卻電鍍?cè)∫猿ル婂儠r(shí)產(chǎn)生的熱量。
以下為本發(fā)明另一種較好的堿性氰化物電鍍?cè)〗M成(a)約110g/l氰化銅(I)；(b)約140g/l氰化鈉；(c)約90g/l碳酸鈉；電流密度為3A/dm2和約50℃的溫度。
可以用傳統(tǒng)的硫酸鋅電鍍?cè)≡阢~或銅合金層表面再電鍍一層鋅。
用錫電鍍水溶液在銅或銅合金層表面上再電鍍一層錫，該溶液最好含26.1g/lSn2+離子，15.5g/l總鐵，5.2g/l硫酸鹽和210g/l苯酚磺酸。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式制成的一種特別較好的低溫釬焊產(chǎn)品，是無芯層的片材或薄片預(yù)制件，如圖3所示，最好由厚度最多3mm左右的AA4000系列合金組成，厚度最好在0.4～2mm范圍內(nèi)。
在另一個(gè)較好實(shí)施方式中，可以在上述復(fù)合金屬板中加入低溫釬焊產(chǎn)品作為加勁片。復(fù)合金屬板中的平行金屬板或片可以用鋁合金制成，如(不作為限制)用傳統(tǒng)釬焊過程常用的AA3000系列合金制成，也可為了釬焊更多不常用于釬焊的鋁合金而使用例如含至多6重量％作為基本合金元素的鎂的AA5000系列合金，也可用AA6000系列鋁合金制成。復(fù)合金屬板也采用不同金屬的組合在單獨(dú)的釬焊周期中制成，例如在上述不同金屬板的一面上可以包含一塊或幾塊平行金屬片或板。在一個(gè)較好實(shí)施方式中，一塊平行金屬片或板是用鍍銅的不銹鋼制成的，其他平行金屬片或板用低碳鋼制成，而加勁件是本發(fā)明低溫釬焊片材。
在本發(fā)明另一方面，提供了一種制造上述剛性復(fù)合金屬板的方法。該剛性復(fù)合金屬板的制造方法，包括以下步驟(a)提供至少兩塊平行金屬板和/或片以及波紋鋁加勁片等部件，該加勁片用上述本發(fā)明低溫鋁釬焊片材產(chǎn)品制成；(b)將各部件組裝成組合件，使得鋁加勁片位于平行金屬板和/或片之間；(c)在真空或惰性氣體保護(hù)下、在不存釬焊焊劑情況下，在低于600℃的高溫加熱足夠長的時(shí)間，以使填料金屬熔化并鋪展，從而在各金屬板和/或片與波紋鋁加勁片之間形成接合；(d)冷卻釬焊好的復(fù)合金屬板，在上述方法中，以無焊劑的CAB釬焊方法為好。
實(shí)施例本發(fā)明包括一種新穎的用來產(chǎn)生功能性釬焊促進(jìn)層的鍍敷方法。一方面，美國專利4,208,200提供的方法只是在堿性條件[pH7～12]下有用，同時(shí)產(chǎn)生令人討厭的氨氣，本發(fā)明的電鍍?cè)∫部梢栽谒嵝訹pH5～7]條件下應(yīng)用，減少了氨氣的逸出。為避免鋁質(zhì)材的基腐蝕，并提高釬焊促進(jìn)層的粘著性，最好在酸性條件下提供一預(yù)涂層(即鋅、錫、鉛、鉍等層)。在堿性條件下可以提供預(yù)涂層，但并非必要。此工藝的特征在于在電鍍水溶液中包含一種或多種鎳、鐵和鈷與乙酸酯和葡糖酸鹽化合物。一方面，電鍍液的特征在于pH范圍，如上所述，在5～7范圍內(nèi)。另一方面，在溶液中提供檸檬酸鹽和銨，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為1∶0.5～1.5∶1～6，涂敷速度和電鍍?cè)勖c美國專利4,208,200所述的工藝相比有明顯提高。上述電鍍?cè)≥^好的實(shí)施例特征列于表1，標(biāo)為溶液1～6。還可以看出，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨摩爾比還可以擴(kuò)大到1∶0.05～1.5∶0.05～6。
為了理解表1，應(yīng)當(dāng)明白表1所示電鍍?cè)勖凳怯眉铀賶勖^測(cè)試驗(yàn)法獲得的。該方法利用了含500～1000ml電鍍?cè)〉臒械逆囮枠O和鋁陰極。每天對(duì)800ml電鍍?nèi)芤哼B續(xù)攪拌8小時(shí)，進(jìn)行電鍍?cè)囼?yàn)。間歇地電鍍小樣約1分鐘，然后在氮?dú)鈿夥罩性?120°F釬焊1分鐘。每天不間斷地在鋁上電鍍鎳-鉛，直到在陽極上形成沉積物或者綠色凝膠。
表1溶液
從表1可以看出，與美國專利4,208,200所述相比，電鍍?cè)?～6中每一種在沉積速度或電鍍?cè)勖矫婊蛟谶@兩方面都有明顯改善。在該專利中指出的化學(xué)組分限制被證明是有限制性的。具體地說，乙酸鹽或氯化物的用量可以大于所述的10g/l～100g/l限制范圍。此外，乙二胺四乙酸和葡糖酸鹽也可作為鉛和鎳的絡(luò)合劑和電鍍?cè)〗j(luò)合劑。另外，已經(jīng)表明不含檸檬酸的溶液是有效的。
在不欲受到理論解釋的限制情況下，可以預(yù)料，上述情況的改善與提供電鍍反應(yīng)而不會(huì)使浴分解所用的平衡條件較好的電鍍?cè)「鹘M分比例有關(guān)。具體地說，可以認(rèn)為，本發(fā)明電鍍?cè)√峁┑臋幟仕猁}的數(shù)量，足以使從陽極溶解的鎳結(jié)合，以便基本上避免陽極鈍化和新溶解的鎳離子沉積。在這方面，羥基和硫酸根離子特別有害，因?yàn)樗鼈償y帶負(fù)電荷并受到陽極的吸引。電鍍效率和電鍍?cè)勖艿疥枠O鈍化的負(fù)面影響。應(yīng)當(dāng)注意的是，氯化物會(huì)破壞鈍化層并使陽極去極化。過去已經(jīng)證明，檸檬酸鹽可以被其他鎳的強(qiáng)絡(luò)合劑代替，但是，電鍍性能方面有些降低，這是由于這樣的絡(luò)合劑存在與含鎳絡(luò)合劑結(jié)合過緊而在電鍍反應(yīng)中沉積的傾向。人們還認(rèn)為，本發(fā)明電鍍?cè)】梢蕴峁┳銐驍?shù)量的氨，在陽極產(chǎn)生的鎳絡(luò)合。含氨的鎳，因?yàn)榘狈肿映手行远鴶y帶正電荷，與絡(luò)合數(shù)無關(guān)。含氨鎳的正電荷可以讓鎳自由，而快速地遷移到帶負(fù)電荷的電極表面。因此由于氨從絡(luò)合的鎳分子中放電而起到隔離電極表面的次要的和決定性的作用。部分釋放的氨會(huì)形成氣相，并隔離和洗滌電極表面，尤其是氫氣泡，可以迅速地將絡(luò)合的鎳重新引回電極表面。氨也隔離了表面環(huán)境，這樣通過氫的寄生性釋放而產(chǎn)生的氫氧根不會(huì)影響鎳沉積物的質(zhì)量。注意到充足的氫氧根會(huì)導(dǎo)致鎳的不可逆轉(zhuǎn)的沉積，導(dǎo)致電鍍?cè)勖s短以及對(duì)釬焊質(zhì)量不利的水合鎳的共沉積。眾所周知，絡(luò)合劑可用來增大被鍍物質(zhì)的溶解度。檸檬酸鹽和氨對(duì)鎳的很強(qiáng)絡(luò)合能力會(huì)增并穩(wěn)定浴中鎳的含量。然而，還可以認(rèn)為本發(fā)明含檸檬酸鹽和氨的電鍍?cè)】梢院线m地將絡(luò)合物由主要存在于陽極邊界層的檸酸鹽快速轉(zhuǎn)移到主要存在于陰極邊界層中的氨。隨著化學(xué)物系趨向平衡，這種轉(zhuǎn)移在主體溶液中自發(fā)地發(fā)生。
如果交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是速度限制的，電鍍?cè)【蜁?huì)遭遇分解。堿性電鍍?cè)∮捎诖嬖谀軗]發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)空氣流中的溶解了的氣態(tài)氨，而稍有分解。危險(xiǎn)的煙霧會(huì)導(dǎo)致粘膜著火并燃燒，因此需要專用的容納和排氣系統(tǒng)。在堿性或弱酸性溶液中，添加含有(但不作為限制)鉛的潤濕劑，能明顯改善電鍍和釬焊反應(yīng)，以及在從較濃的酸溶液中所得沉積物中的釬焊反應(yīng)。在堿性或弱酸性溶液中，鉛作為可溶性乙酸鹽類物質(zhì)添加，但被檸檬酸鹽強(qiáng)烈絡(luò)合。檸檬酸鹽穩(wěn)定了主體溶液中的鉛離子，把鉛送到陰極表面，有效地避免電鍍期間鉛與含有并占主導(dǎo)地位的羥基離子、硫酸鹽和氯化物類的低溶解度陰離子沉淀。優(yōu)先鍍鉛、鉍等?；蛘哂心康牡爻练e鉛、鎳作為預(yù)電鍍層，會(huì)增加鎳的成核并因此提高覆蓋率。這在很大程度上可以減少鎳的消耗，提高釬焊質(zhì)量和焊接部位的耐久性。
根據(jù)Dockus在美國專利4,028,200中的工作，可以知道，對(duì)于薄規(guī)格的如用于熱交換器結(jié)構(gòu)
等的部件，釬焊促進(jìn)層的厚度最好是包層與釬焊促進(jìn)層總厚度的0.1～2.5％。如果釬焊促進(jìn)劑如鎳的量不足，放熱反應(yīng)所釋放的熱量不足以破壞氧化物層；如果釬焊促進(jìn)劑量過大，它會(huì)與鋁發(fā)生反應(yīng)而形成過量的鋁化物，會(huì)有損于焊接的形成，具體是影響焊接質(zhì)量。
因此明白，利用本工藝可以獲得均勻的覆蓋率，最薄的鋅酸鹽電鍍層可能是有益的。但是，這樣的工藝適用于裝飾性鎳的電鍍，而不適用于助釬焊鎳的電鍍。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了接合本發(fā)明釬焊促進(jìn)層，結(jié)合層的厚度應(yīng)不大于1μm，最好不大于0.3μm，釬焊促進(jìn)層的厚度應(yīng)不大于2.0μm，，最好不大于1.0μm，另外，這些厚度的包敷鋁通常用在熱交換器的結(jié)構(gòu)上。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，最好將某些合金元素加入到芯層、包層、結(jié)合層或釬焊促進(jìn)層中，最好添加到芯層和/或包層中，具體如下Th 0.01～1.0重量％Bi 0.01～1.0重量％Mg 0.05～3.0重量％Li 0.01～0.5重量％Pb 0.01～1.0重量％Sn 0.01～1.0重量％Sb 0.01～1.0重量％如上所述，Th、Bi、Sn和Pb為潤濕劑，添加到所述包層、結(jié)合層或釬焊促進(jìn)層中可以提高釬焊焊接的質(zhì)量。Mg和Li能夠增加釬焊強(qiáng)度而且容易在釬焊片材中形成合金。Mg因?yàn)榭梢該]發(fā)，甚至在接近大氣壓下也能揮發(fā)，而在釬焊反應(yīng)中特別受歡迎，結(jié)果在鎳反應(yīng)或接近鎳反應(yīng)時(shí)，能加強(qiáng)對(duì)氧化物層的破壞。鎳會(huì)推遲氧化反應(yīng)或通過氧化鋁在釬焊合金表面釋放Mg。包層表面首先熔化時(shí)，會(huì)迅速發(fā)生鎳反應(yīng)，尤其是因?yàn)殒嚺c鋁的局部放熱反應(yīng)而產(chǎn)生熱量所致。如果存在氧化物破壞情況較差的殘余區(qū)域，Mg的揮發(fā)會(huì)增加和綜合地破壞這些殘存的氧化物，從而改善焊接的形成。Li可以降低熔融鋁的表面張力，在鎳反應(yīng)和Mg揮發(fā)期間，對(duì)釬焊反應(yīng)和隨后的角焊縫形成產(chǎn)生有益的影響。
確實(shí)，試驗(yàn)已經(jīng)表明，在包含本發(fā)明鎳-鉛釬焊促進(jìn)層的釬焊片材中，在包層中有意加入約0.15～0.2重量％的Mg可使獲得滿意釬焊效果所需的最低溫度下降50～70°F。添加約0.05％的鋰可導(dǎo)致溫度再下降60～80°F。進(jìn)一步觀察可知，釬焊包層中含鋰或鎂的試樣和形成的板，能產(chǎn)生極好的釬焊效果，甚至在鎂的含量達(dá)到2％的情況下。
應(yīng)當(dāng)注意到，實(shí)施例電鍍?cè)〉呐浞街?，如果可能，使用的是水合鹽如下水合氯化鎳，NiCl2.6H2O水合硫酸鎳，NiSO4.6H2O水合檸檬酸鈉，C6H5Na3O7.2H2O三水合乙酸鈉，C2H3NaO2.3H2O三水合乙酸鉛，C4H6O4Pb.3H2O在實(shí)施例電鍍?cè)≈械姆撬项惢衔锇?但不作為限制)硫酸銨，(NH4)2SO4氫氧化銨，NH4OH葡糖酸鈉，C6H11NaO7氯化錫，SnCl2氧化銻，SbO3氫氧化鈉，NaOH氯化鉍，BiCl3三氧化鉍，Bi2O3實(shí)施例1-對(duì)0.020″釬焊片材[H3190芯層，兩面用含10％硅0.15％鎂的H4450鋁包敷]進(jìn)行機(jī)械刷潔，用自來水沖洗，并在包含155g/lNiCl2.6H2O、108.6g/l檸檬酸鈉、100g/lNH4Cl、、140mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH7.8]的電鍍?cè)≈绣兩湘?鉛。對(duì)由釬焊片截取的試樣加以釬焊。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例2-對(duì)0.020 ″釬焊片材[Ravenswood K320芯層，兩面用CA43包層包敷，AA4045加0.015％鋰]用燒堿液進(jìn)行清洗，用自來水沖洗，并在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NaOH]的電鍍?cè)≈幸?5mA/cm2電鍍120秒鐘鍍上鎳-鉛。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例3-0.020″釬焊片材[Ravenswood K326芯層，兩面用CA28包層包敷，AA4343加0.04％鋰]用燒堿液進(jìn)行清洗，用自來水沖洗，并在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NaOH]的電鍍?cè)≈?，?5mA/cm2電鍍120秒鐘鍍上鎳-鉛。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例4-0.0236″釬焊片材[K324芯層，兩面用含12％硅，1.75％鎂的鋁包敷]用燒堿液進(jìn)行清洗，用自來水沖洗，并在35℃溫度下，包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NaOH]的堿性電鍍?cè)≈校?5mA/cm2電流密度電鍍120秒鐘鍍上鎳-鉛。壓印成傳動(dòng)油冷器的部件，組裝并釬焊。觀察到釬焊效果極好。
在包層的耐腐蝕性能需要加以改進(jìn)的情況下，預(yù)計(jì)包層可以含最高約5重量％的鋅。在典型的市售釬焊片材中，包層中還可以包含鎂或其他功能性合金化添加劑。
進(jìn)行了釬焊試驗(yàn)以便證實(shí)以上所述。在各試驗(yàn)中，釬焊質(zhì)量的測(cè)定方法是將AA30003氧回火鋁管
的磨平切端放在2″×3″的12號(hào)釬焊片材[總厚度0.020″，30003鋁芯，兩面用標(biāo)稱10％即0.002″AA4343鋁(7.5％標(biāo)稱硅)包敷]試樣上，并將其放在流動(dòng)有氮?dú)鈿夥盏念A(yù)熱爐中，加熱到1100°F，在最高溫度下停留時(shí)間小于1分鐘。根據(jù)直觀觀察值，如角焊縫尺寸、潤濕性、外觀、光澤等，將釬焊質(zhì)量記為極好、好、較好或差。
實(shí)施例5-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛70g/lNiSO4.6H2O、35g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、50g/lNH4Cl、、45g/lNH4OH[29％溶液]、2g/l乙酸鉛[pH7.6]，電流密度75mA/cm2，電鍍時(shí)間45秒鐘。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例6-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?錫70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、50g/lNH4Cl、、40g/l乙酸鈉、20mlNH4OH[29％溶液]、1g/lSnCl2[pH7.3]，電流密度75mA/cm2，電鍍時(shí)間40秒鐘。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例7-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?銻70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、50g/lNH4Cl、、20g/l乙酸鈉、30mlNH4OH[29％溶液]、1g/lSbO3。觀察到釬焊效果差。
實(shí)施例8-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛150g/lNiCl2.6H2O、200g/l檸檬酸鈉、20g/lNH4Cl、、10ml乙酸鉛溶液[pH7.6，用NaOH]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。觀察到極好的釬焊。
實(shí)施例9-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?錫155g/lNiCl2.6H2O、108.6g/l檸檬酸鈉、100g/lNH4Cl、、140mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH7.8]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例10-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并(a)在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉍155g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、100g/lNH4Cl、、80mlNH4OH[29％溶液]、1g/l氯化鉍[pH7.4]，因鉍沉淀出來而未進(jìn)行測(cè)試。(b)在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉍155g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、66g/l葡糖酸鈉、、100g/lNH4Cl、80mlNH4OH[29％溶液]、1g/l氯化鉍[pH7.5]，形成極好的釬焊。
實(shí)施例11-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛500ml氨基磺酸鎳浴、15mlNH4OH[29％溶液]、15ml乙酸鉛溶液[pH6]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。觀察到釬焊效果較好。
已經(jīng)證明，釬焊可以在試樣上進(jìn)行，該試樣在pH值低至約2.2的情況下電鍍，如以下含EDTA的電鍍?cè)∷尽Ｒ韵碌母鲗?shí)施例將顯示可在pH值＝4左右電鍍的鎳/檸檬酸鹽/氨電鍍?cè)∨浞健?br> 實(shí)施例12-用燒堿液對(duì)試樣清洗45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite 125中脫氧10秒鐘，用自來水沖洗，并(a)在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛155g/lNiCl2.6H2O、161g/lEDTA、100g/lNaOH、、1g/l乙酸鉛[pH6.4]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。未見鎳沉積物，所以未進(jìn)行釬焊。(b)在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛155g/lNiCl2.6H2O、155g/lEDTA、167mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH6.5]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。觀察到釬焊效果好。(c)在包含下列組分的電鍍?cè)≈须婂冩?鉛155g/lNiCl2.6H2O、155g/lEDTA、136mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH2.2]，電流密度25mA/cm2，電鍍時(shí)間120秒鐘。觀察到釬焊效果好。
眾所周知，在沒有進(jìn)行表面改性的情況下，鋁合金上粘著性強(qiáng)的氧化物會(huì)防礙直接釬焊。另外，研究表明，用傳統(tǒng)鋅酸鹽結(jié)合層涂敷，并不足以使表面改變到能進(jìn)行釬焊，如以下實(shí)施例所示。
實(shí)施例13-作為對(duì)照，在室溫下將釬焊片材試樣在10重量％w/w Oakite 360EDTA腐蝕溶液中浸45秒鐘；用自來水沖洗；在4％v/v Oakite Deox PD-60-FC 22中脫氧7秒鐘；用自來水沖洗；在含有50％w/w氫氧化鈉和100g/l氧化鋅的堿性鋅酸鹽溶液中浸30秒鐘，形成厚約0.2μm的均勻鋅涂層。AA3003管放置在試樣上之前對(duì)其不作處理。加熱后看到釬焊情況差(未釬焊上去)。對(duì)在鋅酸鹽溶液中浸60秒鐘的試樣進(jìn)行相同的試驗(yàn)。再次看到釬焊情況差(未釬焊上去)，這證實(shí)需要釬焊促進(jìn)層。
如上所述，可以利用Watts浴在鋁上產(chǎn)生裝飾性鎳涂層。利用傳統(tǒng)的Watts浴可以解決氨釋放問題，因?yàn)閃atts浴的特點(diǎn)是不含氨。然而，習(xí)慣上用銅作為預(yù)涂層；也可涂鋅，但Watts浴在鍍鋅的鋁基材方面難以控制，此外，該浴不能含鉛、鉍或鉈，這些元素會(huì)降低涂敷速度。用以下實(shí)施例來說明傳統(tǒng)Watts浴的這些問題。
實(shí)施例14-將試樣在含有120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉的鋅酸鹽溶液中浸30秒鐘[室溫]，形成均勻的鋅涂層；用自來水沖洗，；并且(a)在含有以下組分的傳統(tǒng)浴中鍍鎳200g/lNiSO4.6H2O、40g/lNiCl2.6H2O、30g/lH3BO3[pH4.8～5.2，室溫]，電流密度30mA/cm2，電鍍時(shí)間60～90秒鐘。管子放置到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況從差到較好。60秒鐘后觀察到黑條紋和變暗的邊緣，鎳涂層不均勻。(b)在加有乙酸鉛的Watts浴中涂敷鎳-鉛，并且涂敷條件相同，觀察到釬焊情況從較好到好。電鍍?cè)∽儨啙帷?br> 由于需要一種不釋放氨煙霧的電鍍?cè)?，不能在Watts浴中加入氨。但是，很明顯，上述在鍍鎳時(shí)銨能產(chǎn)生的特殊優(yōu)點(diǎn)以及達(dá)到平衡較好的摩爾比的發(fā)現(xiàn)，也可在酸性條件下應(yīng)用。因此，本發(fā)明還包括一種改良的Watts型工藝，該工藝非常適合帶涂層的鋁基材電鍍，并可以在鍍層中加入鉛、鉍或鉈，當(dāng)所述元素在涂層中的含量不足以有效地用作釬焊用的潤濕劑時(shí)。改良工藝的特征在于水溶液包含溶解的鎳和銨以及一種用來足以將電鍍?cè)〉膒H值調(diào)節(jié)為酸性的酸，pH值最好為3～7。酸最好是基于溶液中的鎳和銨陰離子中的一種或全部。最好還提供強(qiáng)的鎳螯合劑，如檸檬酸鹽和可用的EDTA。最好還存在乙酸鹽和/或葡糖酸鹽，為的是絡(luò)合鉍和鉛等潤濕劑。酸性條件導(dǎo)致溶液中的銨離子占主導(dǎo)地位。帶有可溶性水合鎳的銨離子的存在能使平衡移動(dòng)，使得含銨的鎳到達(dá)陰極表面，如在堿性電鍍?cè)≈兴荆Y(jié)果提高了電鍍速度和電鍍?cè)勖?。盡管在主體溶液中存在酸性，在陰極表面的緩沖作用仍得到了加強(qiáng)，減低了形成氫氧化物的傾向。酸溶液易于寄生性形成氫和氨，氨能通過從陰極表面轉(zhuǎn)移氫質(zhì)子和水而有效地降低氫的逸出速度。檸檬酸鹽漸進(jìn)地改善了鎳和或鎳-鉛沉積物的性質(zhì)，甚至在量小的情況下，原因是檸檬酸鹽使酸性環(huán)境中的這些絡(luò)合物穩(wěn)定化。在以下例子中對(duì)一些具體實(shí)施方案進(jìn)行描述，其用途將得到證實(shí)。
實(shí)施例15-將試樣在鋅酸鹽溶液[室溫]中浸30秒鐘，該溶液含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，形成了均勻的鋅涂層；用自來水沖洗；并且(a)在包含150g/lNiSO4.6H2O、30g/lNH4Cl、、30g/lH3BO3[pH4.8～5.2，加了濃硫酸，室溫]的改良Watts浴中鍍鎳，電流密度50mA/cm2，電鍍時(shí)間60～90秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊效果好。(b)在加有乙酸鉛的Watts浴中鍍鎳-鉛，并在同樣條件下電鍍，觀察到釬焊效果從好到極好。電鍍?cè)∽儨啙帷?br> 實(shí)施例16-將試樣在鋅酸鹽溶液[室溫]中浸30秒鐘，該溶液含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，形成了均勻的鋅涂層；用自來水沖洗；是在(a)改良的Watts浴中，浴中包含150g/lNiSO4.6H2O、30g/lNH4Cl、、30g/l檸檬酸鈉、30g/lH3BO3、、1.2g/l乙酸鉛[pH4.8～5.2，加了濃硫酸，室溫]鍍鎳-鉛，電流密度50mA/cm2，電鍍時(shí)間60～90秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊效果極好。(b)在改良的Watts浴中，浴中包含150g/lNiSO4.6H2O、30g/lNH4Cl、、30g/l葡糖酸鈉、30g/lH3BO3、、1.2g/l乙酸鉛[pH4.8～5.2，加了濃硫酸，室溫]，電流密度50mA/cm2，電鍍時(shí)間60～90秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊效果極好。
這并不是說傳統(tǒng)的堿性鎳或鎳-鉛電鍍?cè)∫膊荒軕?yīng)用于如下列例子所示在鋅酸鹽結(jié)合層上的電鍍實(shí)施例17-將試樣在鋅酸鹽溶液[室溫]中浸30秒鐘，該溶液含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，形成了均勻的鋅涂層；用自來水沖洗；并且(a)鍍鎳，電鍍?cè)≈邪?0g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by 18be NaOH]，電流密度30mA/cm2，電鍍時(shí)間60秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊效果好。(b)在堿性電鍍?cè)≈绣冩?鉛，浴中包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NaOH]，電流密度30mA/cm2，電鍍時(shí)間60秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊效果極好。
如上所述，鎳/檸檬酸鹽/銨的電鍍配方在pH值較低的情況下，甚至正在檸檬酸鹽組分含量跌到非常低的值時(shí)，都能實(shí)現(xiàn)釬焊接合。
實(shí)施例18-將試樣在鋅酸鹽溶液[室溫]中浸30秒鐘，該溶液含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/l Rochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，形成了均勻鋅涂層；用自來水進(jìn)行沖洗；并(a)在含100g/lNiCl2.6H2O、70g/l檸檬酸鈉、30g/lNH4Cl、1.2g/l乙酸鉛[pH4，用HCl]的電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?0mA/cm2情況下鍍鎳60秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況好，(b)在含100g/lNiCl2.6H2O、70g/l檸檬酸鈉、30g/lNH4Cl、1.2g/l乙酸鉛[pH4，用HCl]的電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?0mA/cm2情況下鍍鎳-鉛70秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
實(shí)施例19-將試樣在鋅酸鹽溶液[室溫]中浸30秒鐘，該溶液含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/l Rochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，形成了均勻鋅涂層；用自來水進(jìn)行沖洗；并(a)在含100g/lNiCl2.6H2O、5g/l檸檬酸鈉、30g/lNH4Cl、1.2g/l乙酸鉛[pH4，用HCl]的電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?0mA/cm2情況下鍍鎳-鉛60秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況好，(b)在含100g/lNiCl2.6H2O、150g/l檸檬酸鈉、30g/lNH4Cl、1.2g/l乙酸鉛[pH4，用HCl]的電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?0mA/cm2情況下鍍鎳-鉛60秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
對(duì)在鉛或鉍溶液中浸20和30秒鐘的試樣，分別進(jìn)行相同的試驗(yàn)。
實(shí)施例20-將試樣在含1.25％氫氧化鈉、0.125％葡糖酸鈉、和1.0％乙酸鉛的溶液[室溫]中浸30秒鐘，并在含262g/l硫酸鎳、45g/l氯化鎳、30g/l硼酸的Watts浴[pH3.8]和電流密度為25.5mA/cm2情況下鍍鎳2分鐘。形成厚0.82μm的涂層。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
實(shí)施例21-將試樣在含10％氫氧化鈉、0.1％葡糖酸鈉、和1.0％乙酸鉛的溶液中浸45秒鐘，用自來水進(jìn)行沖洗，在含62.5g/l的氫氧化鈉、1g/l葡糖酸鈉、0.6g/lBi2O3室溫下的溶液中浸20秒鐘，用自來水進(jìn)行沖洗，在含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O 120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by 18 be NH4OH]的35℃堿性電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?5.5mA/cm2情況下鍍鎳120秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況良好。
實(shí)施例22-將試樣在含10％氫氧化鈉、0.1％葡糖酸鈉、和1.0％乙酸鉛的溶液中浸45秒鐘，用自來水進(jìn)行沖洗，在含250g/l的氫氧化鈉、4g/l葡糖酸鈉、2.5g/lBi2O3室溫下的溶液中浸20秒鐘，用自來水進(jìn)行沖洗，在含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O 120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by 18 be NH4OH]的35℃堿性電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?5.5mA/cm2情況下鍍鎳120秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
還可以看到，錫涂層作為鍍鎳用的結(jié)合層能產(chǎn)生極好的釬焊性能。
實(shí)施例23-將試樣在含45g/l錫酸鈉、7.5g/l乙酸鈉的錫溶液中浸2分鐘，然后在含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O 120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]和電流密度為30mA/cm2情況下的堿性電鍍?cè)≈绣冩?鉛2分鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
當(dāng)然，當(dāng)結(jié)合層為鉛、鉍或鉈時(shí)，釬焊促進(jìn)層就不需要再含鉛，因此可以在Dockus浴中省卻鉛。如上所述，結(jié)合層可以完全由鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈或它們的混合物組成。據(jù)此，舉例來說，結(jié)合層可以是如下組合的共沉積物鋅與鉛、鉍或鉈，鎳與鉛、鉍或鉈，鋅與鎳，錫與鎳。因此，本發(fā)明的另一方面，結(jié)合層自身可含總計(jì)最高為100重量％一種或多種選自鉍、鉛、鉈和銻的元素，余量是鋅或錫。以下實(shí)施例是有說明性的。
實(shí)施例24-在室溫下將試樣在10重量％Oakite360電鍍?cè)≈薪g45秒鐘，用自來水沖洗，在Oakite Deox PD-60-FC-22中脫氧7秒鐘，經(jīng)自來水沖洗后，在含有以下成分的溶液中浸10秒鐘而涂敷上均勻的鋅-鉛涂層50g/lZnO、10g/lPbCO3、250g/lNaOH、3.5g/l酒石酸、0.44g/lFeCl3和約10g/lEDTA，并在包含的以下成分的堿性電鍍?cè)≈?、電流密度?0mA/cm2和室溫的情況下鍍鎳60秒鐘70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by 18 be NH4OH]。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
實(shí)施例25-在室溫下將試樣在(100g/l氫氧化鈉、50g/l酒石酸鉀鈉、2g/l氯化鐵、1g/l硝酸鈉、10g/lZnO和2～3g/lBi2O3)中浸10～20s。然后用水沖洗，用pH值為8.1的包含以下成分的電鍍?cè)≡陔娏髅芏葹?5mA/cm2的情況下鍍鎳2分鐘70g/l硫酸鎳、30g/l氯化鎳、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l硫酸銨和30ml氫氧化銨。觀察到釬焊情況極好。
本方法可以體現(xiàn)在各種制品上，如釬焊預(yù)制件，即釬焊合金的基材[含有合金元素的鋁，為了使其熔點(diǎn)低于要加以釬焊的鋁質(zhì)部件]。典型的合金元素包括含量為2～18重量％的硅、鋅和鎂及其混合物，如鋁-鎂-硅、鋁-鋅-硅和鋁-鎂-硅-鋅，制成線、棒或片狀，并且涂有結(jié)合層和其上的釬焊促進(jìn)層，可以夾在由未包敷鋁組成的鋁質(zhì)部件之間，供隨后的釬焊之用。示范用的釬焊預(yù)制件示意地表示在圖2(包含芯層)和圖3(不包含芯層)中。
借助于以下實(shí)施例，對(duì)這樣的預(yù)制件用途可加以征實(shí)。
實(shí)施例26-將未處理過的0.004″4047合金(12％硅)基材夾在AA3003片材試樣和氧回火的3003管之間，并將其放到預(yù)熱爐中，在氮?dú)鈿夥障录訜岬?100°F，停留時(shí)間小于1分鐘。沒有觀察到釬焊現(xiàn)象。
實(shí)施例27-將根據(jù)實(shí)施例18所制得的一種基材在鋅酸鹽溶液中浸30秒鐘[室溫]，該溶液中包含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉，在35℃包含以下成分的堿性電鍍?cè)≈泻碗娏髅芏葹?0mA/cm2情況下鍍鎳-鉛120秒鐘70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 beNH4OH]。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況良好。
出乎意料地發(fā)現(xiàn)，釬焊預(yù)制件可以用來將鋁與鋁釬焊在一起，或與任何鋁化的金屬釬焊；涂鎳的鈦、鋼或不銹鋼與鋁或任何鋁化的金屬釬焊；涂鎳的鈦、鋼或不銹鋼與涂鎳的鈦、鋼或不銹鋼釬焊。示范性的各種涂敷過的材料上的釬焊焊接結(jié)構(gòu)如圖9～11所示。
實(shí)施例28-將一塊鈦金屬板樣品在稀HF溶液中酸洗20秒鐘，在含有以下成分的電鍍?cè)≈幸?0mA/cm2的電流強(qiáng)度鍍鎳-鉛20秒鐘70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]，用自來水沖洗并干燥。將該金屬板夾在兩塊0.006″12號(hào)釬焊片材試樣[用AA4343包敷]之間，這些試樣已經(jīng)在1120°F溫度下在含有155g/lNiCl2.6H2O、108.6g/l檸檬酸鈉、100g/lNH4Cl、140mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH7.8的電鍍?cè)≈幸?5mA/cm2的電流強(qiáng)度鍍了鎳-鉛120秒鐘，并在1120°F溫度下釬焊。觀察到釬焊情況極好。
實(shí)施例29-將一塊鈦網(wǎng)樣品在稀HF溶液中酸洗20秒鐘，在含有70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]的電鍍?cè)≈幸?0mA/cm2的電流強(qiáng)度鍍鎳-鉛20秒鐘，用自來水沖洗并干燥。將該金屬網(wǎng)夾在兩塊釬焊片材試樣[Ravenswood K319芯層，用A4045+0.15％鎂包敷]之間，這些試樣已經(jīng)在含有155g/lNiCl2.6H2O、108.6g/l檸檬酸鈉、100g/lNH4Cl、140mlNH4OH[29％溶液]、1g/l乙酸鉛[pH7.8]的電鍍?cè)≈幸?5mA/cm2的電流強(qiáng)度鍍鎳120秒鐘，并在1120°F溫度下釬焊。觀察到釬焊情況極好。鈦網(wǎng)在兩塊釬焊片材之間起增強(qiáng)作用，形成牢固的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例30-對(duì)將一塊輥壓結(jié)合的FeranTM片材[WestfalenstahlUst3鋼芯層，兩面有5％用鋁0.8硅合金包敷]加以清洗，并夾在兩塊12號(hào)釬焊片材試樣[用AA4343包敷]之間，該試樣已經(jīng)在含有70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 beNH4OH]的的電鍍?cè)″冞^鎳-鉛，并加以釬焊。形成極好的釬焊。
實(shí)施例31-對(duì)一個(gè)IvadizedTM[IVD，離子蒸氣沉積]鋼配件加以清洗，拼裝到一塊12號(hào)釬焊片材試樣[用AA4343包敷]上，該試樣在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]的電鍍?cè)≈绣冞^鎳-鉛，并加以釬焊。形成極好的釬焊接合。
但是，更為常見的方式如圖2所示，該方法可體現(xiàn)在具有釬焊片基材的釬焊片產(chǎn)品中，其中包括鋁質(zhì)芯層1和釬焊合金包層2；在包層2上的結(jié)合層3和在結(jié)合層上的釬焊促進(jìn)層4，該產(chǎn)品可制成有用的形狀，并與類似的物體釬焊。借助于以下實(shí)施例對(duì)這些釬焊產(chǎn)品的用途加以證實(shí)。
實(shí)施例32-為實(shí)驗(yàn)方便，先將0.028″#12釬焊片材壓印成發(fā)動(dòng)機(jī)油冷器用的金屬板；浸在包含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉的鋅酸鹽溶液[室溫]的溶液中，形成均勻鋅涂層；并在包含142g/l硫酸鎳、43g/l硫酸銨、30g/l氯化鎳、140g/l檸檬酸鈉和鉍[Bi2O3溶解在HCl中并管送到電鍍?cè)≈?約含1～2g/l可溶的鉍鹽]溶液中以65mA/cm2的電流密度鍍鎳90s。觀察到釬焊效果極好。
實(shí)施例33-將0.028″釬焊片材[用3005改性，兩面用4045+0.2％Mg包敷]在ZA-3-9市售的鋅酸鹽溶液熱電鍍?cè)≈薪?5秒鐘；用自來水沖洗；干燥；重新卷繞；并在35℃溫度下在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]的堿性電鍍?cè)≈幸?5mA/cm2的電流密度鍍鎳120s。壓印出傳動(dòng)油冷器用的一些部件，組裝并在包括類似于實(shí)施例1～11所述的釬焊程序的生產(chǎn)條件下釬焊。觀察到釬焊效果極好。此實(shí)驗(yàn)表明，鍍過鋅以后，卷材可以儲(chǔ)存相當(dāng)長的時(shí)間，然后鍍鎳而不會(huì)有不利的作用。
由于適合于釬焊促進(jìn)層直接沉積用的一類基材，即包括芯層、包層和結(jié)合層在內(nèi)，現(xiàn)在或?qū)砟硞€(gè)時(shí)候有可能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，本發(fā)明方法當(dāng)然包括在基材的“目標(biāo)”面(如傳統(tǒng)釬焊片材表面)上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
對(duì)普通電鍍專業(yè)人員來說，可以用任何一種(或多種)施加步驟來施加結(jié)合層。但是，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，如果本方法作這樣的延伸，即結(jié)合層的施加之前對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械摩擦的話，最好是用市售的包含尼龍纖維并浸有適用的陶瓷顆粒的舌形刷子或不銹鋼刷子進(jìn)行刷潔，這樣目標(biāo)面上就形成了凹陷劃痕的類型，就可以明顯提高電鍍速度，如以下實(shí)施例所證實(shí)的那樣。圖8所示的機(jī)械刷潔表面和釬焊片材合金鍍鎳表面的SEM顯微鏡照片表明覆蓋性極好并且與刷痕的貼合。
實(shí)施例34-用不銹鋼刷對(duì)試樣進(jìn)行機(jī)械摩擦，在包含120g/l氫氧化鈉、20g/l氧化鋅、50g/lRochelle鹽、2g/l六水合氯化鐵和1g/l硝酸鈉的鋅酸鹽溶液[室溫]的溶液中浸15～20秒鐘，形成均勻鋅涂層，并在35℃溫度下在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]的堿性電鍍?cè)≈幸?5mA/cm2的電流密度鍍鎳60s。觀察到釬焊焊接情況極好。
實(shí)施例35-在不進(jìn)行機(jī)械摩擦或任何其他表面處理的情況下，按照實(shí)施例22步驟對(duì)一系列實(shí)施例22所制得的試樣進(jìn)行鋅酸鹽化處理，以確定獲得同樣均勻鋅覆蓋率所需的等效時(shí)間。30秒鐘過后仍未看到均勻的鋅涂層。
本發(fā)明的另一方面，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，上述機(jī)械摩擦工序調(diào)適了鋁質(zhì)基材的表面，從而改善了其直接接受象鎳或鈷這樣被沉積的金屬釬焊促進(jìn)層的能力，特別是通過采用美國專利4,028,200所描述的工藝。
圖4和圖5分別顯示了刷潔后和不進(jìn)行刷潔情況下的鎳沉積物，通過比較可以證實(shí)這種能力的改善。在不進(jìn)行刷潔情況下鎳沉積物(如圖6中的箭頭b所指)在基材表面上明顯地呈不規(guī)則圖案的分布(如箭頭a所指)，這種圖案反映了在表面上或表面附近硅顆粒的位置，這些顆粒會(huì)促使鎳成核。鋁表面完全被鎳所覆蓋在某種程度上受到限制，因?yàn)樵诼懵兜匿X表面區(qū)域中新Ni核的成核比在硅顆粒上的優(yōu)先成核困難。相反，經(jīng)刷潔后形成的鎳沉積物的圖案為均勻、條紋式，順著鬃毛方向的圖案。這種有條紋的面有助于改善被電鍍的沉積物的成核，提高了覆蓋率和成核速度。例如從圖5可以看到，在條紋區(qū)域細(xì)微的Ni核繼續(xù)增大，正如較大的Ni核繼續(xù)增大一樣?？梢哉J(rèn)為這種更為均勻的分布既是由于凹陷劃痕的存在，如圖4和圖5中箭頭所指，可以用來減輕這樣的可能即成核的金屬，如圖5中箭頭所指，會(huì)落下而重新回到溶液中，也是由于，特別是在鍍鎳的情況下，鬃毛有使鋁質(zhì)基材變得班駁但基本上不暴露出硅顆粒的傾向，由此減輕它們優(yōu)先吸引鎳的可能，在沉積鎳-鉛的情況下，據(jù)信該現(xiàn)象更為明顯，因?yàn)殂U具有先于鎳電鍍出來的能力。具體地說，奧歇表面分析證實(shí)將未涂敷的鋁在美國專利4,028,200所述類型的電鍍?cè)≈薪艘院螅畛醯某练e物中鉛或鉍的濃度相對(duì)較高。也就是說，在某種程度上，美國專利4,028,200所述方法的電鍍可以電鍍得好，因?yàn)樗谧畛醯碾婂冸A段中為自己提供了“鉛預(yù)鍍”。由此說明機(jī)械摩擦可以提高鎳-鉛沉積物的電鍍速度，說明原本困難的成核過程，即“鉛預(yù)鍍”過程自身因機(jī)械摩擦而加速。
在不打算將鎳直接電鍍到鋁基材上的情況下，發(fā)現(xiàn)利用美國專利4,028,200所述的工藝，即使用一種常用的堿性電鍍?cè)。允且环N可行的選擇。通過以下實(shí)施例，對(duì)這種工藝在涂鋅(錫、鉛等)的鋁質(zhì)基材上涂上可進(jìn)行無焊劑釬焊的鎳-鉛層方面的用途加以證實(shí)實(shí)施例36-將一試樣用苛性鈉清洗45秒鐘；用自來水沖洗；在Oakite125中脫氧10秒鐘；用自來水沖洗；然后在室溫下的包含25％氫氧化鈉、5％氧化鋅的鋅置換液中浸10秒鐘，形成均勻的鋅涂層，并在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by18 be NH4OH]的35℃溶液中以25mA/cm2的電鍍密度鍍鎳120秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況較好。
實(shí)施例37-將一試樣在10％苛性鈉、1％葡糖酸鈉溶液中浸蝕45秒鐘；用自來水沖洗；在Oakite125中脫氧10秒鐘；用自來水沖洗；然后在室溫下的包含250g/l氫氧化鈉、4g/l葡糖酸鈉、2.5g/lBi2O3的溶液中浸20秒鐘，形成均勻的鉍涂層，并在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4[pH8.2，by 18 be NH4OH]的35℃溶液中用25mA/cm2的電流密度鍍鎳120秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
實(shí)施例38一將一試樣用苛性鈉清洗45秒鐘；用自來水沖洗；在Oakite125中脫氧10秒鐘；用自來水沖洗；然后在室溫下的包含25％氫氧化鈉、5％氧化鋅的鋅置換液中浸10秒鐘，形成均勻的鋅涂層，并在包含70g/lNiSO4.6H2O、30g/lNiCl2.6H2O、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l(NH4)2SO4、1.2g/l乙酸鉛[pH8.2，by 18 be NH4OH]的35℃溶液中用25mA/cm2的電流密度鍍鎳120秒鐘。管子在放到試樣上之前不作處理。觀察到釬焊情況極好。
最后，應(yīng)當(dāng)明白，在制品的本性質(zhì)方面，雖然四個(gè)較好的實(shí)施方式已經(jīng)在此作了演示和說明，但可以在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下進(jìn)行許多改變，尤其是在部件的尺寸和形狀方面。同樣，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明電鍍?cè)〉碾m然九個(gè)較好的實(shí)施方式已經(jīng)在此作了演示和說明，但可以在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下進(jìn)行許多改變，尤其是在工藝特點(diǎn)方面。另外，雖然本說明書主要涉及熱交換器構(gòu)件，顯然本專利的技術(shù)具有更廣的用途，可用于實(shí)踐，例如，在制造各種構(gòu)件和裝置方面。因此，本發(fā)明的范圍只受到此后所附權(quán)利要求的限制，特此說明。
權(quán)利要求
1.一種供無焊劑釬焊用的制品的制造方法，該方法包括幾個(gè)步驟提供含鋁的基材；在基材上施加結(jié)合層，該結(jié)合層含有從鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈中選出的一種或多種金屬，并在該結(jié)合層上施加從鎳、鈷和鐵中選出的一種或多種金屬組成的纖焊促進(jìn)層，結(jié)合層和基材形成了在兩者之間接合時(shí)基材的目標(biāo)面。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層含鎳，并電鍍到結(jié)合層上。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于結(jié)合層含鋅或錫。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于制品為釬焊片材產(chǎn)品，基材是釬焊片材，該片材含有芯層和用鋁和2～18％硅形成的釬焊合金制成的包層，包層上具有形成的目標(biāo)面，方法還包括在目標(biāo)面上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于制品是釬焊片材產(chǎn)品，基材是釬焊片材，該片材含有芯層和用含鋁的釬焊合金制成的包層，包層上具有形成的目標(biāo)面，方法還包括在目標(biāo)面上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
6.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于制品為可釬焊物品，基材是需要成為可釬焊的物品，該物品是用釬焊片材制成，釬焊片材包含芯層和由含鋁的釬焊合金形成的包層，并有一個(gè)形成于其上的目標(biāo)面，所述方法還包括在目標(biāo)面上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
7.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于制品為釬焊預(yù)制件，基材包含含鋁的釬焊合金，并有一個(gè)形成于其上的目標(biāo)面，所述方法還包括在目標(biāo)面上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
8.權(quán)利要求1所述的方法，還包括在目標(biāo)面上施加結(jié)合層的預(yù)先步驟。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在施加結(jié)合層以前對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械摩擦，因此目標(biāo)面上形成了許多凹陷劃痕。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于機(jī)械摩擦構(gòu)成了對(duì)表面的刷潔作用。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于刷潔通過尼龍或不銹鋼刷子進(jìn)行的。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于結(jié)合層是通過浸鋅酸鹽處理而施加的。
13.一種用在改進(jìn)的無焊劑釬焊工藝中的制品的制造方法，該方法包括幾個(gè)步驟提供含鋁的基材；在基材上電鍍選自鎳和鈷的釬焊促進(jìn)層，該釬焊促進(jìn)層和基材的結(jié)合形成了基材的目標(biāo)面；在將釬焊促進(jìn)層涂敷到基材上的步驟之前對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械摩擦，使得目標(biāo)面上形成了許多凹陷劃痕。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于機(jī)械摩擦構(gòu)成對(duì)表面的刷潔。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于刷潔是用尼龍刷或不銹鋼刷來進(jìn)行的。
16.一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括幾個(gè)步驟提供含鋁的基材；將選自鎳和鈷的一種或多種金屬的釬焊促進(jìn)層電鍍到基材上，其特征在于電鍍是在pH值為5～7的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的，該電鍍?cè)“幱谌芙鉅顟B(tài)的上述一種或多種金屬。
17.權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于電鍍?cè)≈羞€包括處于溶解狀態(tài)的檸檬酸鹽。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于電鍍?cè)≈羞€包括處于溶解狀態(tài)的銨。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為約1∶0.5到1.5∶1到6。
20.一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括幾個(gè)步驟提供含鋁的基材；將含鎳的釬焊促進(jìn)層電鍍到基材上，其特征在于電鍍是在由以下水溶液組成的水電鍍?cè)≈羞M(jìn)行的3～20重量％硫酸鎳；3～10重量％氯化鎳；6～30重量％從檸檬酸鈉和葡糖酸鈉中選出的緩沖鹽；0.005～1.0重量％從乙酸鉛和檸檬酸鉛中選出的鉛鹽；以及銨，其特征在于電鍍?cè)〉膒H值范圍為3～12，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比約為1∶0.5到1.5∶1到6。
21.一種供無焊劑釬焊過程用的制品的制造方法，該方法包括幾個(gè)步驟提供含鋁的基材；將含鎳的釬焊促進(jìn)層電鍍到基材上，其特征在于電鍍是在由鎳、檸檬酸鹽和銨組成的水溶液中進(jìn)行的，其特征在于電鍍?cè)〉膒H值范圍為5～12，溶液中鎳∶檸檬酸鹽∶銨的摩爾比為約1∶0.5到1.5∶1到6。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，其中一種或多種工藝參數(shù)選自(a)電鍍?cè)囟?0～70℃；(b)電鍍?cè)H值4.0～12.0；(c)電流密度0.1～15.0mA/cm2；(d)電鍍時(shí)間1～30s，最好為30～120s；(e)以30％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含0～300g/l硫酸鎳，0～225g/l氯化鎳，50～300g/l檸檬酸鈉，0.05～10.0g/l乙酸鉛和5～325ml/l氫氧化銨。
23.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)H值約8.1；(b)以30％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含約70g/l硫酸鎳、30g/l氯化鎳、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、15g/l硫酸銨、1g/l乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨。
24.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)H值約7.8；(b)以30％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含約70g/l硫酸鎳、30g/l氯化鎳、120g/l檸檬酸鈉、20g/l乙酸鈉、50g/l氯化銨、1g/l乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨。
25.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)H值約7.8；(b)以30％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含約155g/l氯化鎳、110g/l檸檬酸鈉、100g/l氯化銨、1g/l乙酸鉛和146ml/l氫氧化銨。
26.權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于電鍍?cè)∵€包含66g/l葡糖酸鈉。
27..權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)H值約7.6；(b)以25％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含約150g/l氯化鎳、200g/l檸檬酸鈉、20g/l氯化銨、1g/l乙酸鉛和30ml/l氫氧化銨。
28.權(quán)利要求16所述的一種方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用電鍍的方法施加的，電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)H值約6.4；(b)以30％氫氧化銨溶液計(jì)算，電鍍?cè)〗M成包含約155g/l氯化鎳、1g/l乙酸鉛、154g/lEDTA和93ml/l氫氧化銨。
29.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于釬焊促進(jìn)層是用在水電鍍?cè)≈须婂兊姆椒ㄊ┘拥?，電鍍?cè)≈泻幱谌芙鉅顟B(tài)的鎳和一種足以將將該電鍍?cè)〉膒H值調(diào)節(jié)到3～7的酸。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于電鍍?cè)≈羞€包含處于溶解狀態(tài)的銨。
31.權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于電鍍?cè)≈羞€包含鉛。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)囟?5～30℃；(b)電鍍?cè)H值4.8～5.2；(c)電流密度50mA/cm2；(d)電鍍時(shí)間1～300s；(e)電鍍?cè)〗M成包含150g/l硫酸鎳，30g/l氯化銨、1g/l乙酸鉛30g/l硼酸。
33.權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于電鍍工藝參數(shù)如下(a)電鍍?cè)囟?5～30℃；(b)電鍍?cè)H值3.2～6.2，用硫酸、乙酸或鹽酸進(jìn)行控制；(c)電流密度50mA/cm2；(d)電鍍時(shí)間1～300s；(e)電鍍?cè)〗M成包含100g/l氯化鎳，5～150g/l檸檬酸鈉、1g/l乙酸鉛和5～100g/l氯化銨。
34.權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于電鍍?cè)∵€包含30g/l硼酸。
35.一種用于改進(jìn)的無焊劑釬焊工藝的制品，包括含鋁基材；在基材上的選自鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈等金屬的結(jié)合層；和在結(jié)合層上的釬焊促進(jìn)層，該釬焊促進(jìn)層選自鎳、鈷和鐵。
36.權(quán)利要求35所述的制品，其特征在于釬焊促進(jìn)層含鎳，結(jié)合層含鋅或錫。
37.權(quán)利要求36所述的制品，其特征在于結(jié)合層含鋅。
38.權(quán)利要求36所述的制品，其特征在于該制品為釬焊片材產(chǎn)品，其中基材是釬焊片材，該釬焊片材包括芯層和用含鋁和2～18％硅的釬焊合金制成的包層，并有結(jié)合層置于包層之上。
39.權(quán)利要求36所述的制品，其特征在于該制品為釬焊片材產(chǎn)品，其中基材是釬焊片材，該釬焊片材包括芯層和用含鋁的釬焊合金制成的包層，并有結(jié)合層置于包層之上。
40.權(quán)利要求38所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于釬焊促進(jìn)層含鉛或鉍。
41.權(quán)利要求40所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于釬焊促進(jìn)層含鉛。
42.權(quán)利要求39所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于釬焊促進(jìn)層的厚度不大于2.0μm，最好在0.5～1.0μm之間。
43.權(quán)利要求42所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于結(jié)合層的厚度不大于0.5μm，最好不大于0.3μm。
44.權(quán)利要求43所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于結(jié)合層含鉛或鉍，釬焊促進(jìn)層含鎳。
45.權(quán)利要求43所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于結(jié)合層含鎳或鉛，釬焊促進(jìn)層含鎳。
46.權(quán)利要求43所述的釬焊片材產(chǎn)品，其特征在于結(jié)合層含鋅或錫，釬焊促進(jìn)層為雙層，包括含鎳和鉛或鎳和鉍的內(nèi)層及含鎳的外層。
47.權(quán)利要求39所述的制品，其特征在于，所述包層和其外的各層，總的來說其組成至少包含如下一種元素Th0.01～1.0重量％Bi0.01～0.5重量％Mg0.05～2.0重量％Li0.01～0.5重量％Pb0.01～1.0重量％
48.權(quán)利要求39所述的制品，其特征在于結(jié)合層含總量不大于50重量％的一種或多種選自鉍、鉛、鋰和銻的元素。
49.權(quán)利要求39所述的制品，其特征在于所述包層中的含鋅量最高為約5重量％。
50.權(quán)利要求36所述的制品，其特征在于制品為釬焊預(yù)制件，其特征在于基材是釬焊合金。
51.權(quán)利要求50所述的制品，其特征在于釬焊合金含2～18％硅。
52.權(quán)利要求50所述的釬焊預(yù)制件釬焊如下組合的應(yīng)用(a)鋁與鋁或與任何鋁化的金屬；(b)鍍鎳的鈦或鋼與鋁或與任何鋁化的金屬；(c)鍍鎳的鈦或鋼與鍍鎳的鈦或鋼。
53.一種用釬焊焊接的各部件構(gòu)成的組合件，所述部件中至少有一個(gè)部件是用一塊權(quán)利要求39所述釬焊片材產(chǎn)品與一件根據(jù)權(quán)利要求6所述方法制成的可釬焊物品制成的。
54.一種釬焊的部件的組合件制造方法，包括以下步驟(a)提供所述各部件，其中至少有一個(gè)部件是用一塊權(quán)利要求39所述釬焊片材產(chǎn)品與一件根據(jù)權(quán)利要求6所述可釬焊物品制成的；(b)將所述各部件組裝為組合件；(c)在非氧化環(huán)境、不存在釬焊焊劑情況下，在高溫加熱足夠長的時(shí)間，使包層熔化并鋪展開來，從而釬焊組合件。(d)冷卻釬焊好的組合件。
55.權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于非氧化環(huán)境為真空或惰性氣體氣氛。
56.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于結(jié)合層包含鎳和鉛、鉍或鉈。
全文摘要
公開了供無焊劑釬焊用的制品的制造方法。該方法包括將含一種或多種選自鎳、鈷和鐵等金屬的釬焊促進(jìn)層施加到結(jié)合層上的步驟，結(jié)合層包含一種或多種選自鋅、錫、鉛、鉍、鎳、銻和鉈的金屬，且該結(jié)合層位于含鋁的基材上。
文檔編號(hào)C23C30/00GK1615203SQ02827060
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者K·F·多克斯, M·S·科斯德拉斯, R·H·克魯格, B·E·切多, F·梁 申請(qǐng)人:達(dá)納加拿大公司