[发明专利]钎焊材料

说明书

一种钎焊板式热交换器钎焊用的钎焊材料，所述钎焊板式热交换器包括多个热交换器板，所述热交换器板设置有适于在相邻热交换器板之间提供接触点的脊和凹槽的压制图案，使得所述热交换器板彼此之间保持一定距离并使得所述热交换器板之间形成用于介质交换热量的板间流动通道，所述钎焊材料包括钎焊合金，所述钎焊合金包括至少一个熔点抑制元素和类似于热交换器板的组成的金属。所述钎焊材料包括固相线和液相线温度低于钎焊温度的熔化钎焊材料的熔化钎焊材料和固相线和液相线温度高于钎焊温度的非熔化钎焊材料的颗粒的混合物。熔化和非熔化钎焊材料之间的比例使得由熔化和非熔化钎焊材料形成的合金的固相线温度低于钎焊温度，液相线温度高于钎焊温度。

技术领域

本发明涉及一种钎焊板式热交换器钎焊用的钎焊材料，该钎焊板式热交换器包括多个热交换器板，所述热交换器板设置有适于在相邻的热交换器板之间提供接触点的脊和凹槽的压制图案，使得所述热交换器板彼此之间保持一定距离并使得所述热交换器板之间形成用于介质交换热量的板间流动通道。钎焊材料包括钎焊合金，该钎焊合金包括至少一个熔点抑制元素和类似于热交换器板的组成的金属。

现有技术

在钎焊领域中，通过将钎焊材料施加到待接合材料的接触表面上，将一种或多种材料彼此接合。此后，待接合材料和钎焊材料的温度升高到钎焊材料熔化而待接合材料未熔化的温度。

在钎焊板式换热器领域，最常见的基材和钎焊材料分别是不锈钢和铜。这种材料组合在很多方面都非常有用，但在某些情况下，它不能使用。例如，在一些国家，禁止在自来水应用中使用铜，以及如果使用氨作为制冷剂，则由于铜在铜和氨的存在下形成水溶性络合物而排除铜。

对于不能使用铜的应用，镍可用作钎焊材料。然而，作为钎焊材料的镍由于降低镍的熔化温度所必需的熔点抑制剂而导致具有生产脆性的钎焊接头的缺点。熔点抑制剂通常是硅、硼、磷或其组合。

另一种选择是使用不锈钢基钎焊材料，即与熔点抑制剂如硅、硼和/或磷混合的不锈钢。然而，与熔点抑制剂一起使用不锈钢具有以下缺点：熔点抑制剂倾向于迁移到基材中，这将降低基材的熔点并因此导致侵蚀和“烧穿”，即由钎焊材料中的熔点抑制剂将板材的熔点降低至板材在板的整个厚度上熔化的程度，因此导致在热交换器板的板上产生孔而引起的现象。

在本申请的申请人提交的专利申请SE1550718-9中提出了对侵蚀问题的解决方案。这里，熔点抑制剂的量很低，使得钎焊材料在钎焊期间不会熔化。在钎焊过程中，非熔化钎焊材料与基材之间不是通过基材与钎焊材料之间的相互溶解而接合，而是通过扩散接合。SE1550718-9中公开的接合方法的有益之处在于它实际上没有侵蚀，但缺点是包含非熔化钎焊材料粒子(particle)的接头变成多孔的。在某些情况下，孔隙度可能导致接头变弱。

众所周知，含有熔点抑制剂如硅、硼和/或磷的钎焊合金不具有单一的温度熔点。相反，这种钎焊合金具有熔化温度区间，所述熔化温度区间具有较低的钎焊合金开始熔化温度(“固相线温度”)和较高的钎焊合金完全熔化温度(“液相线温度”)。

本发明的目的是提供一种钎焊材料，其提供具有低孔隙率或无孔隙率的钎焊接头，同时基材的侵蚀低。

发明内容

本发明通过提供一种钎焊材料解决或至少减轻了上述和其它问题，该钎焊材料包括固相线和液相线温度低于钎焊温度的熔化钎焊材料的颗粒(grain)和固相线和液相线温度高于钎焊温度的非熔化钎焊材料的颗粒的混合物，其中熔化和非熔化钎焊材料之间的比例使得由熔化和非熔化钎焊材料形成的合金的固相线温度低于钎焊温度，液相线温度高于钎焊温度。

由于其快速扩散速率和高熔点降低效果，熔化钎焊材料颗粒可以包含硼作为熔点降低元素。

为了模拟热交换器板的组成，熔化钎焊材料颗粒可以包括1.5-3％Mo，10-15％Ni，16-20％Cr，7-10％Si，5-7％Mn，1-2％B，余量Fe。