[发明专利]高活性免清洗助焊剂

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种可显著地提高钎料的润湿性、流动性，减少焊接缺陷的产生的助焊剂，属于冶金领域及机械类的钎焊材料。

二、背景技术

在空调、冰箱整机行业冷凝组件的钎焊，空调压缩机、冰箱压缩机、空调冷凝器、储液器，汽液分离器、蒸发器、四通换向阀等制冷配件行业的诸多产品以及其它如自行车、轮椅车、暖汽片、散热器等行业工件的手工及自动火焰钎焊，都需要一种“既能具有助焊作用，又能使钎焊部位金属表面无氧化，且焊后不需要酸洗”的助焊剂(钎剂)。

目前，国内外市售的“助焊剂”或“气体助焊剂”，无论是国产FB401L～FB405L系列助焊剂(根据JB/T 6045-1992《硬钎焊用钎剂》的规定分类)，还是进口的助焊剂(美国等国称之为Gas Flux，即气体助焊剂)，都存在“活性差”的问题，从而使得在很多场合，其“助焊性”不够，容易产生“未焊透”、“焊接缺陷较多”(特别是气孔、夹渣等缺陷)、“钎缝强度偏低”等质量问题。因此，迫切需要研制出既具有“较高活性”、又具有“免清洗”特性的高活性免清洗助焊剂，以满足低成本绿色制造的需要。

三、发明内容

本项发明的任务是提供一种既具有“较高活性”、又具有“免清洗”特性的高活性免清洗助焊剂，可以满足空调、冰箱整机行业、制冷配件行业以及其它如自行车、轮椅车、暖汽片、散热器等行业低成本绿色制造的需要。

本项发明使用市售的硼酸或硼酐(或任意比例的硼酸+硼酐)、甲醇，按需要配比(一般为(摩尔分数)4份甲醇，一份硼酸或硼酐)，采用1000L～2000L的反应釜进行硼酸三甲酯的合成。合成过程中，经过“分馏”后，得到密度不小于0.887的硼酸三甲酯+甲醇“混合物”或称为“共沸物”(半成品)。也可以根据需要将硼酸三甲酯+甲醇混合物“精馏”成含量为99％(质量百分数)以上的纯硼酸三甲酯，或者通过购买市售的硼酸三甲酯作为半成品。

合成反应如下式。

向半成品中加入品质等于或优于“化学纯”的氟化铯或氟化铷、丙酮、乙醚及甲醇(需要时)，配制成上述比例范围内的任意一组组成，即可得到性能优良的高活性免清洗助焊剂。

气体助焊剂的助焊原理是其主要成分硼酸三甲酯与甲醇形成“共沸物”(沸点范围52℃～56℃)，共沸物随燃气(乙炔气、液化气、丙烷等可燃气体)在火焰中燃烧，发生如下反应：

由反应(3)生成的B₂O₃(硼酐)虽然可与被焊工件表面的金属氧化物Me_xO_y通过反应(4)形成“硼酸盐”，从而起到“去除氧化膜”(即助焊)的作用，且“硼酸盐”冷却后会在工件焊接部位形成一层致密的“玻璃态”薄层(硼酸盐也能形成玻璃，俗称“硼玻璃”)，这层硼玻璃的形成即是阻止钎焊区金属表面氧化，焊后一般也不需要酸洗(免清洗)的技术原因。

但是反应(3)生成的B₂O₃(硼酐)其“去除氧化膜”的作用实在太弱，因此，自从气体助焊剂(硼酸三甲酯类助焊剂)问世以来，对改善硼酐“活性差”问题的研究就一直进行着。

本项发明主要解决了下述两个关键技术问题：

1)研制出的“高活性免清洗助焊剂”，加入了0.001％～1.0％的氟化铯(CsF)或氟化铷(RbF)，但是硼酸三甲酯与甲醇形成的“共沸物”沸点范围任然保持在52℃～56℃，且硼酸三甲酯的范围在45.0％～80.0％可调节。通过优化“高活性免清洗助焊剂”的化学成分组成，得到了具有可显著地提高钎料的润湿性、流动性，可减少焊接缺陷的产生、并可提高钎缝强度，而仍然具有可阻止钎焊区金属表面氧化，焊后一般也不需要酸洗(免清洗)等特性的高活性免清洗助焊剂。

2)在“高活性免清洗助焊剂”中添加了适量的丙酮(CH₃COCH₃)和乙醚(CH₃CH₂O CH₂CH₃)。一方面使得氟化铯(CsF)或氟化铷(RbF)能够顺利地在助焊剂中“溶解”且最高溶解量能达到1.0％，使得高活性免清洗助焊剂具有“较高活性”，同时，丙酮和乙醚的加入还可以“有效地阻止”硼酸三甲酯的分解。经过大量的化学试验和钎焊、钎缝性能试验发现，丙酮和乙醚的最佳加入量(质量百分数)分别为0.01％～10.0％、0.001％～2.5％为宜，氟化铯或氟化铷的最佳加入量(质量百分数)分别为0.001％～1.0％为宜。

与现有的技术相比，本发明具有如下特点：