使用銅釬料的黃銅部件釬焊方法技術(shù)

釬焊黃銅部件的方法，其中在６３０－７００℃的相對(duì)低溫下使用磷青銅釬料對(duì)該部件進(jìn)行釬焊時(shí)不會(huì)使包含在該部件中的鋅氧化，通過(guò)下列方式進(jìn)行釬焊：以碳材料例如石墨等作為釬焊爐的爐壁或馬弗罩，并使?fàn)t內(nèi)氣氛中的惰性氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合氣體與上述碳材料接觸，產(chǎn)生的ＣＯ小于Ｐ↓［ｃｏ］＝１０↑［－３］ａｔｍ，并使?fàn)t內(nèi)氣氛相對(duì)于黃銅部件中的鋅和／或釬料中的助焊劑為還原性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及。更具體地，本專(zhuān)利技術(shù)涉及使用磷青銅釬料釬焊含鋅的黃銅部件的方法，其中該釬料的熔點(diǎn)是630-700℃的相對(duì)低溫。
技術(shù)介紹
下列專(zhuān)利和非專(zhuān)利文獻(xiàn)涉及本專(zhuān)利
中的
技術(shù)介紹
。專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利公開(kāi)平成8-277448“在連續(xù)爐內(nèi)的含鋅金屬熱處理方法”。非專(zhuān)利文獻(xiàn)12003年North American Hogans的技術(shù)數(shù)據(jù)表“Cubond CB”。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，說(shuō)明了在具有碳材料制爐壁的連續(xù)隧道式爐中在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行釬焊的實(shí)例。使用了銀型釬料(JIS-Bag-7)和防止鋅從黃銅部件中蒸發(fā)的方法并討論了這種方法的效果。在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，討論了釬焊用于汽車(chē)的換熱器和其它工業(yè)用途的黃銅部件的釬料。在該文獻(xiàn)中特別介紹了磷青銅釬料(其中一種組成實(shí)例是Sn9.4-15.6％，Ni4.2-7.2％，P5.3-6.6％，Cu余量)。這種類(lèi)型的釬料具有相對(duì)低的熔點(diǎn)而且可以在630-700℃的溫度下進(jìn)行釬焊。上述非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中討論了在連續(xù)或間歇爐中釬焊黃銅部件時(shí)使用受控氣氛的必要性。而且推薦使用氮?dú)饣蚝?-8％氫氣的氮?dú)庾鳛闋t內(nèi)氣氛。此外推薦使用氧含量低于20ppm且露點(diǎn)低于34℃的爐內(nèi)氣氛條件。用于上述換熱器的黃銅部件通常由熔點(diǎn)在820和980℃之間的Cu-Zn型合金制成以便滿足需要的機(jī)械性能例如拉伸強(qiáng)度和硬度。這種黃銅的一個(gè)實(shí)例是SM 2385(IS C66420，瑞典Autokump的產(chǎn)品編號(hào))，含鋅最高至35％的α相Cu-Zn型合金。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
由于本專(zhuān)利技術(shù)中待釬焊的部件是如上所述的含鋅黃銅，在釬焊期間必須盡可能避免鋅的氧化。用于該釬焊的釬料是磷青銅而且釬焊溫度是如上文所述的630-670℃的相對(duì)低溫。換言之，在這樣的低溫釬焊中避免黃銅部件中的鋅的氧化是本專(zhuān)利技術(shù)中將要解決的問(wèn)題。然而，不可避免得會(huì)將外界空氣與待釬焊的部件一起帶入爐內(nèi)，從而妨礙了將爐內(nèi)氣氛保持在中性或相對(duì)低的氧氣分壓。如上文所述，非專(zhuān)利文獻(xiàn)1顯示向爐內(nèi)的惰性氣體氮?dú)鈿夥罩屑尤霘錃饪杀３謿夥諡檫€原性并且防止這種現(xiàn)象。然而，在例如本專(zhuān)利技術(shù)中630-760℃的低釬焊溫度范圍下，少量百分比氫氣的添加不能還原鋅，因?yàn)樵摎夥盏难趸飿?biāo)準(zhǔn)形成自由能(ΔGo)的負(fù)值小于鋅的該值。換言之，即使向不含CO的氮?dú)鈿夥罩幸敫咚降臍錃饫绫O限附近，沒(méi)有CO的氫氣相對(duì)于鋅不會(huì)為還原性。本專(zhuān)利技術(shù)中，在釬焊中使用隧道式連續(xù)氣氛爐，這種爐具有碳材料爐壁或馬弗罩(muffle)，并且通過(guò)由外界空氣引入的氧氣和爐壁或馬弗罩的碳之間的反應(yīng)將爐內(nèi)氣氛中氮?dú)饣虻獨(dú)鈿錃饣旌蠚怏w中的CO含量維持在Pco＝10-6atm和Pco＝10-4atm之間。因此在釬焊期間黃銅部件中的鋅不會(huì)被氧氣氧化，從而該部件的釬焊性能不會(huì)惡化而且該部件的抗腐蝕性能也不會(huì)降低。上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1或非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中都沒(méi)有提到本專(zhuān)利技術(shù)中的這種新型解決方法。只要不存在爆炸危險(xiǎn)或不涉及危險(xiǎn)，如果需要可以加入最高達(dá)10vol％的氫氣。在本專(zhuān)利技術(shù)中使用的釬料優(yōu)選為磷青銅且包含磷作為氧氣消除劑，以便該釬料中的錫不會(huì)在熔化期間由于被氧化從而妨礙釬焊。通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)，使用磷青銅釬料在黃銅部件中獲得了良好的釬焊。此外，由于本專(zhuān)利技術(shù)中的釬焊溫度相對(duì)較低，沒(méi)有觀察到黃銅部件的抗腐蝕性能和力學(xué)性能如強(qiáng)度和硬度的降低。在通過(guò)如非專(zhuān)利文獻(xiàn)1的磷青銅釬料釬焊汽車(chē)換熱器和其它工業(yè)用途的黃銅核心部件的應(yīng)用中，可以經(jīng)濟(jì)地利用本專(zhuān)利技術(shù)并且具有高的可靠性。特別地，可以令人滿意地將本專(zhuān)利技術(shù)分別以實(shí)施例1的形式用于銅片和銅管之間的銅釬焊，和以實(shí)施例2的形式用于上述管和黃銅總箱(header tank)之間的銅釬焊。附圖說(shuō)明圖1顯示了下面的實(shí)施例1和實(shí)施例2中所用加熱溫度的圖樣。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1使用內(nèi)壁由石墨制成的隧道式連續(xù)爐。使用氮?dú)庾鳛闅夥铡蓧K黃銅(ISC66420＝瑞典Autokump產(chǎn)品編號(hào)，Cu84.0-86.0％；Zn余量；Fe 0.7-0.9％；P至多0.03％；Mn至多0.05％；Ni至多0.10％；Sn至多0.10％；Al至多0.03％；Ag至多0.10％；Pb至多0.05％)以倒T型放置構(gòu)成，并通過(guò)銅釬料對(duì)連接部分進(jìn)行釬焊。這里使用的銅釬料是Cobrabond SPT 600(North American Hoganas的磷青銅釬料產(chǎn)品名稱(chēng)，且是由Sn 15.6％；Ni 4.2％；P 5.3％；Cu余量組成的磷青銅粉體和有機(jī)粘結(jié)劑的混合物)將上述構(gòu)件送入上文所述的連續(xù)氣氛爐，按照?qǐng)D1所示的溫度曲線進(jìn)行加熱并在650-700℃的溫度下釬焊。得到了極好的釬焊而且沒(méi)有在該部件中觀察到鋅的氧化。通過(guò)包含分壓為Pco＝10-3atm至10-6atm的濃度的CO，使?fàn)t內(nèi)的氮?dú)鈿夥站S持還原性。氧氣的濃度低于6ppm。實(shí)施例2使用與實(shí)施例1相同的連續(xù)氣氛爐。由于在本實(shí)施例中一個(gè)部件的鋅含量更高，向氮?dú)鈿夥罩屑尤?0vol％的氫氣。而且使該氣氛中的CO部分氫化以便防止有時(shí)發(fā)生在加熱至釬焊溫度階段的黃銅部件中的鋅的氧化，并防止下文所述金屬釬料的助焊劑自身的氧化。以倒T型放置并構(gòu)成的兩工件中的一個(gè)是上文所述的SM 2385黃銅而另一個(gè)是SM 2464＝ISC4400黃銅(Cu 63.0-64.5％；Zn余量；Ni 2.5％；Fe至多0.10％；P至多0.03％；Mn至多0.05％；Sn至多0.10％；Al至多0.03％；Ag至多0.10％；Pb至多0.05％)。用Cubond CB PH621(North American Hoganas的另一種磷青銅釬料產(chǎn)品名稱(chēng)，糊狀，金屬釬料Sn 9.4％；Ni 7.2％；P 6.6％；Cu余量，和助焊劑(KBF4)的混合物)涂覆兩工件的連接部分。將構(gòu)件送入爐內(nèi)并通過(guò)與實(shí)施例1相同的加熱曲線進(jìn)行釬焊。得到了與實(shí)施例1類(lèi)似的良好釬焊。雖然兩工件中的一個(gè)具有比實(shí)施例1中更多的鋅，然而在構(gòu)件的整個(gè)表面上沒(méi)有觀察到氧化膜。也沒(méi)有觀察到有時(shí)會(huì)發(fā)生的助焊劑自身的氧化。權(quán)利要求1.黃銅部件的銅釬焊方法，其特征在于a)使釬焊爐的爐壁或馬弗罩為碳材料，b)通過(guò)使下述的爐內(nèi)氣氛與這些碳材料接觸產(chǎn)生CO，和c)當(dāng)通過(guò)將這些黃銅部件連續(xù)送入隧道式連續(xù)釬焊爐，在630-700℃的相對(duì)低溫下對(duì)這些部件進(jìn)行釬焊時(shí)，始終使?fàn)t內(nèi)氣氛相對(duì)于黃銅中的鋅為還原性，其中該釬焊爐的氣氛為惰性氮?dú)狻?.權(quán)利要求1中所要求的黃銅部件的銅釬焊方法，其特征在于向爐內(nèi)氣氛加入最高10vol％的氫氣。3.權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所要求的銅釬焊方法，其中銅釬料是磷青銅型釬料。全文摘要釬焊黃銅部件的方法，其中在630－700℃的相對(duì)低溫下使用磷青銅釬料對(duì)該部件進(jìn)行釬焊時(shí)不會(huì)使包含在該部件中的鋅氧化，通過(guò)下列方式進(jìn)行釬焊以碳材料例如石墨等作為釬焊爐的爐壁或馬弗罩，并使?fàn)t內(nèi)氣氛中的惰性氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合氣體與上述碳材料接觸，產(chǎn)生的CO小于P文檔編號(hào)B23K31/02GK1689745SQ200510065909公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日專(zhuān)利技術(shù)者神田輝一, 布施正史, 垂井裕干, 鹽月定 申請(qǐng)人:關(guān)東冶金工業(yè)株式會(huì)社, 株式會(huì)社電裝本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
黃銅部件的銅釬焊方法，其特征在于：ａ）使釬焊爐的爐壁或馬弗罩為碳材料，ｂ）通過(guò)使下述的爐內(nèi)氣氛與這些碳材料接觸產(chǎn)生ＣＯ，和ｃ）當(dāng)通過(guò)將這些黃銅部件連續(xù)送入隧道式連續(xù)釬焊爐，在６３０－７００℃的相對(duì)低溫下對(duì)這些部件進(jìn)行 釬焊時(shí)，始終使?fàn)t內(nèi)氣氛相對(duì)于黃銅中的鋅為還原性，其中該釬焊爐的氣氛為惰性氮?dú)狻?

【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：神田輝一，布施正史，垂井裕干，鹽月定，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：關(guān)東冶金工業(yè)株式會(huì)社，株式會(huì)社電裝，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]