專利名稱：防腐蝕焊劑的制作方法
防腐蝕焊劑本發(fā)明涉及用于鋁的釬焊的一種焊劑、用于釬焊的一種方法、以及具有改進(jìn)的防腐蝕性的釬焊的鋁部件、以及用于改進(jìn)釬焊的鋁部件的抗腐蝕性的某些鋰化合物的應(yīng)用。在本領(lǐng)域中所熟知的是，鋁部件的釬焊可以是利用基于堿金屬的氟鋁酸鹽類的焊劑來(lái)完成的。這種類型的焊劑普遍被認(rèn)為是非腐蝕性的。參見，例如，美國(guó)專利3，971，501， 它使用了一種基于KAlF4和K3AlF6的焊劑；或美國(guó)專利4，689，092，它使用了一種基于氟鋁酸鉀和氟鋁酸銫的焊劑。美國(guó)專利6，949，300披露了在金屬基片上動(dòng)態(tài)噴灑一種釬焊組合物，該組合物包括腐蝕防護(hù)劑、釬焊填充劑、和/或非腐蝕性焊劑。如果與水或水性液體接觸了延長(zhǎng)的時(shí)間，用基于氟鋁酸鉀的焊劑來(lái)釬焊的鋁部件顯示出了腐蝕的跡象。這是由Bo Yang等人在Journal of ASTM International, Vol. 3, Issue 10(2006)中披露的?？梢酝ㄟ^(guò)在水中或液體中的渾濁度的出現(xiàn)來(lái)識(shí)別該腐蝕，并且該腐蝕似乎(例如)導(dǎo)致氫氧化鋁的形成。如果這些釬焊的部件與水接觸了延長(zhǎng)的時(shí)段，例如至少一天或更長(zhǎng)，則此類腐蝕似乎是由從釬焊殘余物中浸出的氟化物離子而引起的。本發(fā)明的目的是提供一種焊劑，該焊劑提供了具有改進(jìn)的防腐蝕特性(尤其是與水接觸之后)的釬焊的鋁部件。另一個(gè)目的是提供一種釬焊方法，其中施用了該新穎的焊劑。仍有另一個(gè)目的是提供具有改進(jìn)的免受腐蝕的保護(hù)作用(尤其是與水接觸時(shí))的釬焊部件。已發(fā)現(xiàn)，向用于鋁的釬焊的焊劑中加入鋰鹽類(優(yōu)選LiF)并且尤其是氟鋁酸鹽類 (其陽(yáng)離子包括鋰陽(yáng)離子或由鋰陽(yáng)離子構(gòu)成)增加了并且因此改進(jìn)了這些釬焊的鋁部件免受水(尤其是靜態(tài)水)的腐蝕的抗腐蝕性。與靜態(tài)水的這種接觸發(fā)生在(例如)當(dāng)釬焊部件露天保存時(shí)。因此，本發(fā)明的一方面涉及鋰鹽類(優(yōu)選LiF并且尤其是包含鋰陽(yáng)離子的氟鋁酸鹽類)的抗腐蝕性的用途，用于增加鋁對(duì)于由與水(尤其是靜態(tài)水)以及水性組合物(例如冷卻水)的接觸而引起的腐蝕，尤其是對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛而言。換言之，提供了用于增強(qiáng)由鋁 (在本發(fā)明中此術(shù)語(yǔ)包括鋁合金)制成的釬焊部件免受由與水或水性組合物類的接觸引起的腐蝕的抗腐蝕性的一種方法，其中施用一種用于鋁的釬焊的改性焊劑，該焊劑包含鋰陽(yáng)離子。這些鋰陽(yáng)離子可以均勻地包含在該焊劑中；這種焊劑可以是通過(guò)一種共沉淀法來(lái)有利地進(jìn)行制備。稍后將對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明?？商娲兀@些鋰陽(yáng)離子可以包含在一種添加劑中。 在這一替代方案中，鋰陽(yáng)離子包含在該添加劑中。優(yōu)選的添加劑是LiF或氟鋁酸鹽類，它們的陽(yáng)離子包括鋰陽(yáng)離子或由鋰陽(yáng)離子構(gòu)成，(尤其合適的是例如K2LiAlFf^n Li3AlF6)。以下，包含鋰陽(yáng)離子的這種焊劑將經(jīng)常被稱為“改性焊劑”，同時(shí)不包含鋰陽(yáng)離子的焊劑會(huì)被稱為“基礎(chǔ)焊劑”。與水或水性組合物的接觸優(yōu)選持續(xù)延長(zhǎng)的時(shí)段。這發(fā)生在(例如)當(dāng)該釬焊部件與靜態(tài)水或冷卻液體接觸時(shí)。原則上，該改性焊劑可以包括適合于鋁的釬焊的任何基礎(chǔ)焊劑。例如，可以使用一種堿金屬氟鋅酸鹽(fluorozincate)基礎(chǔ)焊劑，尤其是一種氟鋅酸鉀基礎(chǔ)焊劑。例如，在美國(guó)專利432221和6743409中披露了此類基礎(chǔ)焊劑?；诜X酸鉀的基礎(chǔ)焊劑也是非常適合的。例如，在美國(guó)專利3951328、美國(guó)專利4579605、和美國(guó)專利6221129中描述了此類基礎(chǔ)焊劑。在美國(guó)專利4670067和美國(guó)專利4689062中所描述的包含氟鋁酸鉀和銫陽(yáng)離子的基礎(chǔ)焊劑(例如以氟鋁酸鉀和氟鋁酸銫的形式)也是非常適合的。那些包含銫的基礎(chǔ)焊劑尤其適合于釬焊鋁鎂合金。也還可以使用包含氟鋁酸鉀和Si以及可任選地氟鋁酸銫的焊劑。 還可以使用基礎(chǔ)焊劑的前體，尤其是六氟硅酸鉀。優(yōu)選地，該基礎(chǔ)焊劑包含或構(gòu)成自至少一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成KA1F4、K2AlF5, CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, KZnF3> K2SiF6、以及它們的水合物。從EP-A-O 091231已知了一種包括氟化鋰的焊劑。陳述了 LiF的含量不應(yīng)該下降到低于按重量計(jì)2%并且不超過(guò)按重量計(jì)7%?？梢约俣?，Li+成分不是以游離的形式而是以氟鋁酸鹽絡(luò)合物的形式存在于這種焊劑中。提到了這些焊劑非常適于釬焊Al-Mg合金。 在GB-A 2 224 751中，描述了處理鋁工件的一種方法。提供了用一種碳氧化物對(duì)工件進(jìn)行的一個(gè)處理，例如在釬焊期間。由此，該工件變黑。當(dāng)LiF在焊劑中存在時(shí)，黑色涂層的形成得到了改進(jìn)。在這些文件中沒有指出的是，釬焊的鋁部件在與靜態(tài)水接觸期間的抗性可以通過(guò)用包含鹽類(包括鋰陽(yáng)離子和氟化物離子)的焊劑進(jìn)行釬焊而得到改進(jìn)?？傮w而言，在改性焊劑中的Li+(此術(shù)語(yǔ)表示鋰陽(yáng)離子)的含量應(yīng)該是至少高至使得實(shí)現(xiàn)所希望的程度的免受腐蝕的保護(hù)作用?？傮w而言，當(dāng)改性焊劑的總干重被設(shè)定為按重量計(jì)100%時(shí)，Li+的含量是等于或大于按重量計(jì)0. 1%。對(duì)于Li3AlF6的加入，現(xiàn)在將對(duì)這一特征進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。按重量計(jì)0. 的Li+含量對(duì)應(yīng)于在改性焊劑中按重量計(jì)大約(準(zhǔn)確地按重量計(jì)0. 77 % )的Li3AlF6含量，該改性焊劑是例如，一種氟鋁酸鉀焊劑，例如在Nocolok
中，一種基本上由KAlF4和K2AlF5構(gòu)成的焊劑；它包含按重量計(jì)大約20%的K2AlF5和按重量計(jì)80%的KAlF4)。優(yōu)選地，Li+在改性焊劑中的含量是等于或大于按重量計(jì)0. 13%。Li+的含量可以是非常高的?？傮w而言，Li+在改性焊劑中的含量是等于或低于按重量計(jì)4.6%。這對(duì)應(yīng)于在改性焊劑中按重量計(jì)大約36%的Li3AlF6含量。按重量計(jì)64% 的剩余部分是由基礎(chǔ)焊劑構(gòu)成的。優(yōu)選地，Li+的含量是等于或低于按重量計(jì)1.3%。這對(duì)應(yīng)于在焊劑中按重量計(jì)大約10%的Li3AlF6含量。更優(yōu)選地，Li+的含量是按重量計(jì)低于 1.3%。最優(yōu)選地，Li+在改性焊劑中的含量是等于或低于按重量計(jì)1.16%。這對(duì)應(yīng)于按重量計(jì)大約9 %的Li3AlF6含量。按重量計(jì)1 %到6 %的范圍的Li3AlF6對(duì)于多種焊劑是非常適合的。為了容易地關(guān)聯(lián)Li3AlFf^n Li+在改性焊劑中的含量，在以下的表中表示了多種改性焊劑的混合物。在表1中，基本上由KAlF4和K2AlF5構(gòu)成的Nocolok :被選定為基礎(chǔ)焊
劑；對(duì)于任何其他的基礎(chǔ)焊劑(例如對(duì)氟鋅酸鉀、氟錫酸鉀、或氟鋁酸鉀和氟鋁酸銫的混合物)，計(jì)算結(jié)果(指出這些組分按重量計(jì)的％含量)是相同的。表1 :Li+在幾種包含Nocolok 和Li3AlF6的混合物中的含量
含量％ bw]Nocolok 647582859091Li3AlF636251815109Li+4.63.22.321.931.291.19
權(quán)利要求
1.一種用于增強(qiáng)由鋁或鋁合金制成的釬焊部件免受由與水或水性組合物的接觸而引起的腐蝕的抗腐蝕性的方法，其中，用于鋁的釬焊的改性焊劑得到應(yīng)用，所述焊劑包含基礎(chǔ)焊劑以及鋰陽(yáng)離子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基礎(chǔ)焊劑選自氟鋁酸鉀焊劑類、包含氟鋁酸鉀和氟鋁酸銫的焊劑類、包含氟鋅酸鉀的焊劑類、包含氟鋁酸鉀和Si以及任選的氟鋁酸銫的焊劑類、以及包含六氟硅酸鉀的焊劑類。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，包括含鋰陽(yáng)離子的添加劑，所述添加劑選自LiF、 氟鋁酸鋰類、氟鋁酸鋰鉀類、以及它們的前體。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述基礎(chǔ)焊劑包括或由至少一種選自下組的化合物組成KA1F4、K2AlF5, CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, KZnF3> K2SiF6,以及它們的水合物。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述添加劑選自LiF和Li3AlF6。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法增強(qiáng)了免受由焊劑殘余物與水或水性組合物接觸期間從中浸出的氟化物離子所引起的腐蝕的抗腐蝕性。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述釬焊部件在等于或高于400°C并且等于或低于 530°C的溫度下經(jīng)受利用氧氣或含氧氣體進(jìn)行的熱處理。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該熱處理進(jìn)行的時(shí)間等于或長(zhǎng)于30秒，并且等于或短于15分鐘。
9.一種用于鋁的釬焊的改性焊劑，包括鋰陽(yáng)離子以及適于鋁的釬焊的基礎(chǔ)焊劑，其條件是，如果所述基礎(chǔ)焊劑是氟鋁酸鉀焊劑，則K3AlF6的含量是等于或低于5wt%，優(yōu)選等于或低于2wt %，尤其優(yōu)選地等于或小于Iwt %，包括Owt %。
10.如權(quán)利要求9所述的改性焊劑，其中所述基礎(chǔ)焊劑選自KA1F4、K2A1F5、CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, KZnF3、K2SiF6、它們的水合物、以及它們中的兩種、三種或多種的混合物。
11.如權(quán)利要求9所述的改性焊劑，包含具有LiF或氟鋁酸鋰形式的鋰陽(yáng)離子。
12.如權(quán)利要求11所述的改性焊劑，包含具有Li3AlF6形式的鋰陽(yáng)離子。
13.如權(quán)利要求9所述的改性焊劑，其中，當(dāng)所述改性焊劑的總干重設(shè)定為100襯％時(shí)， Li+的含量等于或大于0. Iwt %并且等于或小于4. 6wt%。
14.如權(quán)利要求9所述的改性焊劑，其中所述基礎(chǔ)焊劑由KAlF4以及相對(duì)于所述基礎(chǔ)焊劑為IOwt %到40襯％的K2AlF5或它們的水合物組成，并且所述改性焊劑包括5襯％到 36襯％的Li3AlF6，并且在所述改性焊劑中至IOOwt %的余量為所述基礎(chǔ)焊劑。
15.一種焊劑組合物，包含根據(jù)權(quán)利要求9到14中的任一項(xiàng)所述的改性焊劑以及釬焊和/或助熔添加劑。
16.一種用于釬焊的鋁部件，其至少部分地涂覆有根據(jù)權(quán)利要求9到14中的任一項(xiàng)所述的焊劑或根據(jù)權(quán)利要求15所述的焊劑組合物。
17.一種用于對(duì)鋁或鋁合金制成的部件進(jìn)行釬焊的方法，其中，在至少一個(gè)待釬焊的部件上涂覆根據(jù)權(quán)利要求9到14中的任一項(xiàng)所述的焊劑或根據(jù)權(quán)利要求15所述的焊劑組合物，并且將所述部件加熱到足夠高的溫度以對(duì)所述部件進(jìn)行釬焊。
全文摘要
可以通過(guò)向用于釬焊部件的焊劑中加入鋰化合物來(lái)獲得對(duì)于由與靜態(tài)水或水性組合物相接觸所引起的腐蝕具有改進(jìn)的抗性的鋁部件，例如熱交換器。LiF并且尤其是氟硅酸鋰是非常適合的。本發(fā)明的另一方面涉及包含鋰鹽類的焊劑以及它們用于鋁部件的釬焊的用途。
文檔編號(hào)B23K1/00GK102223980SQ200980147240
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者安德烈亞斯·貝克, 托馬斯·博恩, 普拉西多·加西亞-胡安, 漢斯-瓦爾特·斯維德斯基, 艾爾弗雷德·奧特曼 申請(qǐng)人:蘇威氟有限公司