什么是氟鋁酸鉀釬劑以及他的應用，沈陽北真真空專業生產真空爐，擁有十多年的研發經驗，對真空釬焊爐技術工藝掌握十分成熟，完整的配套服務為您解決真空爐一切問題，免費咨詢電話：13998872066
氟鋁酸鉀釬劑的應用

• 氟鋁酸鉀釬劑不太適用于火焰釬焊，這是因為 可燃氣體燃燒以后的廢氣主要就是水蒸氣（和 C02),火焰的卨溫容易使KA1F4水解，使得水解產 物脫水后的A120,殘渣增多。這時要多費許多釬劑 才能完成釬焊的過程，并且接頭很不美觀。有經驗 的焊工常在施加釬劑以前將工件充分預熱，達到釬 劑溶化的溫度后再施釬劑，盡量縮短火焰和釬劑接 觸的時間，只有這樣才能獲得比較滿意的工藝結果_

• 爐中釬焊是最叮取的辦法。在干燥空氣中進行 本釬劑的釬焊巳可獲得足夠滿意的結果。我聞華北 以北的北部地區，冬季12月至翌年2月間空氣的 相對濕度雜于25%，直接進行爐巾釬焊是完全 可行的。其他季節和地區應該應用氮氣保護的爐中 釬焊，關鍵是要控制氣氛中的水分，其次是含氧量。

氟鋁酸鉀釬劑的改性（modification)

• 在應用氟鋁酸鉀釬劑的基礎七，近年來發表了大量的文獻討論Nocolok方法的改進。總結有兩個 方面：一是在氣鋁酸鉀釬劑中加入第三種或更多種 鹽以增加釬劑的活性及其他性能，另一是發展*鋁 酸鉀釬劑的新的應用方法。

• 硅的存在可以使箱;鋁酸評釬劑的活性大為增 加這是原料中已有的雜質起到的意外效果 如果想進一步提髙釬劑的活性，比較理想的方式是 以KjSiF,的形式加人|4n。K2SiF6和AlFj-KF三元 系的關系可以參閱AjwpHftKO發表的AlF3-KF-SiF, 相圖1<2j。在Si)超過釬劑總量的2%時，析出的 Si和母材反應生成的合金可以自釬，無須另加釬 料。加人K2GeF6會有更高的活性，加人ZnF2、 PbF2, ZnF2w或KBF4都能有效提髙釬劑的 活性。這道理很明顯，因為這些添加物的陽離子在 釬焊時都會被母材還原析出，并與母材合金化成為 液態的金屬層，起了傳質的作用。但釬劑中如果含 過最繭金屬離子，釬焊時將會使接頭顏色變暗，丙 為析出的重金屬一時過多，來不及和母材合金化而 成微細顆粒懸浮在釬劑中。而有硼的存在時，實驗 表明，接頭往往嚴重發黑，因為還原出來的硼根本 不能與母材合金化，這可從A1-B的相圖上看出來。

• 在Noculok方法的改進上，一些專利文獻報道了將氟鋁酸鉀釬劑與一些合金粉末混合后使用，例如用鋅粉147、Al-Zn合金粉W’501與釬劑調成漿料 噴涂于T?件表面，加熱熔化后使工件表面形成相應 的Zn層或Al-Zn層，以利進一少的釬焊。

• 近年來，將KA1F,當作氣相軒劑的方法逐漸發 展起來：一種是苴接在低壓非氧氣氛中混人KA1F4 的蒸氣來進行鋁合金的釬焊[M】，另一種則是在鋁 合金零件外面用真空沉積-層KA1F4[52],然后根據需要拼裝組合后再釬焊。

• 在ANSi共晶釘料粉的衣層爪漂淨法（I'loating method)沉積一層KA1F,軒劑而形成軒料-釬劑復 合體:0:,再用有機溶劑，如正癸醇，調成焊音使用。

• 氟招酸鉀釬劑的一個缺點就是擦化溫度偏 不利釬焊工藝的操作。一碑學者探討設法降低 MttVKAlF,共晶點溫度的途徑。因為一切離子型 的氟化物都不能溶人液態的K3A1Fo-KAU’’'*熔鹽’ 但存有部分共價結構的氣化物卻可溶。圖2-13^ 示為aif3-kf-kci的熔鹽相圖[|37]。這個體系有三 個三元共晶點：其中，A和A共晶溫度分別為 534t和Mlt。較之Nocolok釬劑熔化溫度降低/ 24尤和丨7尤，這是很可喜的。遺憾的是添加了 KC1 以后熔鹽的黏度大為增加，失去了 NocoWc釬劑極 高的流動性和鋪展性。不過這個熔鹽能溶于水，方便熔渣的淸洗，而在潮濕空氣中又完全不吸濕。如 果把它作為基質，再添加一定量的界面活性劑，還是有SI能得到它實際的應用。

• 劉贊等做了甸A1F3-KF共晶中添加不同銅KBr后測定其熔化溫度的實驗。實驗表明，KBr的 含量為20% (質S分數）時，可以獲得熔化溫度 為522^的熔鹽。文音認為：釬劑中形成KA1F4- K,AlK6-KAlBr4三元共晶是釬劑熔點降低的主要原 因，釬焊效果良好。
  中溫氟鋁黢鹽釬劑

• 常規Nocolok方法應用氟鋁酸鉀釬劑的最大不 足在于操作溫度（600七）太高，這也娃迫于釬劑 和釘料熔化溫度（分別為5581和577*C)的限制c 一多半的鋁合金由于過燒溫度低于6001:而不能用 氟鋁酸鉀釬劑釬焊。所謂過燒溫度通常是指超過合 金的固相線的溫度（見表2-3),合金加熱到這一 溫度時，晶間開始出現熔化相，從而產生結構組織 的破壞。圖2-14所示為主要鋁合金的過燒溫 度[?。可以看出，除了硬鋁（2x x x系）和（7 x x x系）以外，如果釬焊溫度小超過540 ~ 550X，則有相當多的合金是安全的。如果要考慮 釬焊硬鋁，那么釬焊的溫度便不能超過500弋。這 樣，釬劑的熔化溫度就要求低于480 - 490T，因 此要求研發無腐蝕、難溶于水而熔化溫度又低于 480~490尤的釬劑，就成為f余年來鋁釬劑發展的 重要方面。

• 以氣鋁酸鉀Nocolok釬劑為基礎，加入第三氟 化物組元來降低氣鋁酸鉀的熔化溫度是理所當然的設想。而事實上，在熔鹽電勢序（見表2-5) A1之后 元素的羝化物，包括稀土、鈦、鋯等金厲的氟化物 都不能用作釬劑的主組元。實驗表明，含少最這些 元素的氣化物時，它們有時還可以起到活性劑的作 用，當用它們來作為降低Nocolok熔化溫度的主組 元時，由于含童太大，這時的釬劑就會被鋁還原析 出大量的金屬微粒，并把母材表面弄得一01糟。事 實上，B丨供選擇的只有堿金埔和堿土金屬的氟化物。

• 根據最近一項研究表明1^?4熔融時， 熔體中的KA1F4主要呈分子態。離子聖的氟化物， 包括MgF2、CaF2、SrF2、BaF2,甚至含有部分共 價鍵的LiF,在其中都難溶，對氟鋁酸鉀釬劑的熔 化溫度不產生影響。只有分子型的BeF2及其他呈 分子態的鉻氟化物才能夠明顯地降低氟鋁酸鉀共晶 溫度。AlF,-KF-BeF2相圖的研究有比較詳細的報 道〖56，n】，其中有些數據頗具吸引力。例如，KA1F4- KBe2F5贗二元系政面的共晶點的熔化溫度只有 335尤。但由于鈹化合物的劇毒，這項研究結果除 了在特殊情況下，很難有實際意義[5<1。

• Th0maw發表了 KF-AlF,-I,iF系熔鹽相圖的報 道，這個相圖指出，組成為ic(KF) =43_0%、 ?o(A1F3) =54.7%和 w(LiF) =2. 3% 處為一溫度為 490丈的三兀共晶點。YamawakiM'根據Thoma的相 圖，申報了這個成分釬劑的專利保護。但經我們反 鉍的實驗，證明Yamawaki的專利根本不可信，連 同Thoma的相圖也都存疑。

• 盡管如此，但根據有經驗的工作技術人員透 露，LiF雖然未能有降低釬劑的熔化溫度的效果，但在Nocolok釬劑中如果添加1% -丨.5% (質量分 數）的UF卻有可以減少釬劑用量、延長活性時 間，更易工藝操作的優點，因而添加LiF常成為這 些應用Nocolok釬劑單位的潛流程。為此，也有一 些Nocoiok釬劑的生產廠家，未做標明，卻也在產 品中添加了約1% (質童分數）的I,iF。

• 一個有可靠應用前景的中溫不溶性釬劑是Su- zuki(61:對CsF-A1F3系的應用。報道指出，此釬劑的熔化溫度為440 - 480^ ,專利保護成分為 *(A1F3) =26% -67% , *(CsF) =74% ~ 33%。指 出，此釬劑有較髙的釬焊效率，對火焰的穩定性比 氟鋁酸鉀劑高，據稱最大的優點是對含鎂童高的合 金有特殊的活性。CsF-A1F3系相圖如圖2-15所 示[621。圖中可用作釬劑的共晶點的成分為 *(A1F3) =42.0%、*(CsF) =56.0%，熔化溫度為 4711：0對比CsF-A1F3和KF-A1F3兩個體系的相圖可 以看出，KA1F4是個固液同分化合物，熱穩定性較 好；而CsA1F4是個固液異分化合物，熱穩定性則 很差，加熱到4431就分解。在CsF-A1F3系中利用 配制釬劑的A點其實是Cs3A1F6和CsA^F,(即 C3F-2A1F,)的共晶。純相的KA1F4可以獨立作為 釬劑，而C?A1F4則不行。CsjAIF6-CsA1jF7共晶熔鹽在水中的溶解度也比Nocolok大得多，這主要是 CsA12F7的影響，它的溶解度約在0.8% ~ 1.0% 0 盡管如此，它在空氣中還是不吸濕的，釬焊的殘留 物并無腐蝕“相反，這個釬劑的殘留物比Nocolok 的殘留物要容易淸洗得多，用冷水即可將殘渣清洗干凈。
  

• 為了進一步降低上述A共晶點釬劑的熔化溢 度，也為了降低價格昂貴的CsF的含量，1986 ~ 1987年連續發表了 A1F3-KF-CSF三元系釬劑的專 利》]，由于沒有有關相圖的指導，這個專利申 請保護的范圍很寬。專利指出.可獲得最低熔化溫 度為460尤的釬劑，據稱對含Mg最高的鋁合金有 很高的活性T幾乎可適用于所有的鋁合金的釬焊。

• A1K3-KF-CsK -元系洋細相圖不久前發表fm<7。這個相圖的結構比較復雜，圖中各 零變點的組成和溫度見表2"*。零變點即指自由度 為零的相變點，在這里熔鹽的熔化區間為零。由圖 及表可以看出&(455<0、?（46(?:)都是非常可 取的組成點。溫度最低的組成點在&，本相圖沒 有精細測定，估計熔化M度應在430 E,和￡5的熔化溫度都是478T ,和CsF-A1F3 二元 系的q熔化溫度471<c大體相當，但&和盡所用 的CsF要少多了，只及?的丨/3,因此利用這兩個 組成點配制釬劑更有經濟上的意義。

• 圖 2-16 中的 點是 K3A1F6-KA1F4-(2CSjA1F6. 3KA1FJ喁三元系中的共晶點，熔化溫度為478t? 這三個化合物都是固液同分的， 熱穩定性都很好。e9 是 KA1F4-(2Cs3A1F6,3KA1F4) 贗二元系的共晶點，熔化溫度為480T,也有類似 的特性。其次可選的是￡3(5101)，是更穩定的 K3A1F6-Cs,A1F6-(2C83A1F6 ? 3KA1F4)贗三元系中的 共晶點。因此，如果一個生產商企圖規劃這種鋁釬 劑的系列產品，那他們釬劑的組成點當然就應該 是：( 558^ ) ； E3 (510弋）；( 478T. ) ； Et (455^)； ￡,(?430'C) o

• 表2*8 A1F3-KF-CsF三元系中零變點的數據 Table 2-8 Nonvariant points in the ternary system AlF3-KF-CsF

• Csl?’的價格很高，是此型釬劑的不見。CsF的 相對分子質量很大，約為152,換算成質tt分數時，釬劑中CsF占的比例看起來更大。于是人們的 注意力轉向AlF3-RbF系，這個體系的相圖如圖2- 17[M)所示。體系中￡2點的組成為*( RbF)= 51.6%、*(A1F3) =48.4%,熔化溫度為 486T，是 個可選的釬劑組成。RbF的相對分子質黽為 104.5,換算成質最分數要比CsF系釬劑用量少許 多，而兩者的價格則不相上下。合成CsF或RbF系釬劑可以采用它們的碳酸 鹽為原料，它比氫氧化銫稍穩定，雖然不像氫氧化 銫那樣會吸收《>2,但也嚴重吸水，因此稱量前要 在120 ~ 130弋徹底脫水。合成可按照Nocolok用 &C03的方法進行，沒有特別之處。Si雜質在 AIF3-KF系釬劑中是一個“天賜的”活性劑，但Si 雜質在CSF或RbF系釬劑中卻會造成很大的麻煩。 Nocolok AIF3-KF系釬劑的熔化溫度較高（558T )， 釬劑一熔化的瞬間，被鋁母材還原出來的元素Si 立即和母材合金化，在母材表面生成一層閃亮的熔 態合金層，這一過程起了有效的活化作用。CSF或 RbF系釬劑的熔化溫度比較低，釬劑熔化以后還原 出來的Si不能和母材立即合金化，而以微粒形式 懸浮在釬劑之中，這就使得釬劑鋪展的中心處發 黑。國內商品化學純的CsjCO;或Rb2C03在雜質 含K的杯簽上都標識良好，但往往不標注硅的含 量，其實硅的含量常大大超過0.1% (質量分數）。 將Cs2C03或Rb2C03溶解在純水中，如果渾濁不清，則說明Si含量太髙。這是因為以Cs2SiO,形式 存在的雜質水解為硅膠而懸浮，這種硅膠無法通過 過濾而除掉，所以使用這種原料時，要在聚四氯乙 烯容器中反復加過量的HF并加熱以除去Si。因 此，在選用原料時，要十分注意碳酸鹽中的硅，還 有鐵的雜質含量。