[发明专利]制造硬钎焊组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助于硬钎焊将成型产品制造成为硬钎焊组件的方法，并 涉及一种具有硬钎焊组合物的限定涂层的金属基材，以及涉及这样的硬钎焊组 合物在该方法中的用途。

背景技术

铝或铝合金的基材以片材或挤压件(extrusion)的形式用于制造成形或成 型的产品。在某些这样的过程中，将(成形的)含铝基材的局部相互联结起来。 基材的一端可以和另一端相互连接，或者一个基材可以和一个或更多的其它基 材组合。这通常通过硬钎焊完成。在硬钎焊过程中，硬钎焊金属填充或硬钎焊 合金，或遇热生成硬钎焊合金的组合物，被涂布到有待硬钎焊的基材的至少一 部分上。在将基材部分组合之后，加热它们到硬钎焊金属或硬钎焊合金熔化。 硬钎焊材料的熔点低于含铝基材的熔点。

根据定义，硬钎焊利用填充金属，填充金属也被称为硬钎焊合金，所述填 充金属具有高于450℃且低于基底金属的固相线的液相线。硬钎焊和软钎焊的区 别在于填充金属的熔点：软钎料在450℃以下熔化。

硬钎焊片材产品在热交换器和其它相似设备中应用广泛。常规的硬钎焊产 品具有轧制片材的芯部，该芯部典型为铝业协会(AA)3000系列铝合金，该芯 部在所述芯部片材的至少一个表面覆以铝覆层，由AA4000系列合金制成的该铝 覆层包含2-18％重量百分比范围的硅，优选重量百分比范围是7-14％。铝覆层可 以以本领域公知的各种方法结合到芯部合金上，例如通过辊压接合，包覆层喷 涂成形或半连铸或连铸处理的方法。这些铝覆层具有典型为575-605℃的液相线 温度。

受控气氛硬钎焊(“CAB”)和真空硬钎焊(“VB”)是工业级铝硬钎焊用的两 种主要的工艺。工业真空硬钎焊自20世纪50年代开始应用，而CAB在20世纪 80年代早期在引入(商标)硬钎焊焊剂之后开始普及。

真空硬钎焊是一种基本上不连续的工艺，对材料的洁净度要求高。氧化层 呈现的破裂主要由来自包覆合金的镁的蒸发引起。在炉中始终存在多于所需的 镁。过量的镁凝结在炉内冷点上，必须经常除去。

与VB相比，由于必须在硬钎焊之前施加硬钎焊焊剂，所以CAB在硬钎焊之 前需要附加的处理步骤。CAB基本上是一种连续工艺，在该工艺中，如果使用了 合适的硬钎焊焊剂，就可以制造大量的硬钎焊组件。在允许包覆合金适当流动 的硬钎焊温度下，硬钎焊焊剂特别溶解在氧化层中。焊剂组合物包含焊剂或助 焊剂，例如氟氧化铝(oxyfluoroaluminium)、羟基氟化铝、氟铝酸钾、氟硼酸 盐或者氟锌酸盐。当使用焊剂或其它焊剂组合物时，在涂布焊剂之前 需要对表面彻底清洁。为了获得好的硬钎焊结果，硬钎焊焊剂必须被涂布到硬 钎焊组件的所有表面。由于设计原因，对某些类型的组件，这项要求可能会引 起困难。例如，因为蒸发器型热交换器有大的内表面，由于难以进入内部而可 能出现问题。为了好的硬钎焊结果，在硬钎焊之前焊剂必须附着在铝表面。遗 憾的是，硬钎焊焊剂在干燥之后可能因微小的机械振动而脱落。

已经知道(例如，这已经在WO-00/64626和WO-03/037559中描述)在这样 的基材被成形或成型为成形产品之前，将焊剂组合物作为涂层涂布到铝或含铝 基材，在稍后阶段进行硬钎焊。由于焊剂组合物可作为涂层被涂布到片型或挤 压型基材上，因此这是有利的。

在WO-03/037559-A1和WO-00/64626中描述了包含合成树脂的焊剂组合物， 该合成树脂主要包含甲基丙烯酸酯均聚物、甲基丙烯酸酯共聚物或烯烃丙烯酸 酯共聚物。将焊剂组合物涂布到片状的铝或含铝基材上，将这些基材成形，成 形之后实施硬钎焊。然而，为促进该成形过程一般需要使用润滑剂，例如，润 滑油。必须在硬钎焊过程之前或之后除去该润滑剂。

在US-6,497,770中，描述了包含如下成分的焊剂组合物：醇酸树脂粘结剂、 丙烯酸树脂和丁基橡胶(或石油树脂)的混合物、和/或聚乙烯树脂。据称涂覆 有包含丁基橡胶的焊剂组合物的产品在涂覆之后更易经受塑性加工。