中溫型防腐蝕氟鋁酸鹽釬劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種釬焊用釬劑，尤其涉及一種適用于鋁合金及高鎂合金焊接用的中 溫型防腐蝕釬劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 釬焊法是采用比母材熔點(diǎn)低的材料作釬料，將焊件和釬料加熱到釬料熔點(diǎn)但低于 母材熔化的溫度，利用液態(tài)釬料的潤(rùn)濕作用填充接頭間隙，與母材互相擴(kuò)散從而使相同或 不同合金構(gòu)建相結(jié)合的技術(shù)。其廣泛應(yīng)用于各技術(shù)領(lǐng)域，從貴金屬到普通合金材料，比如 金、銀的焊接，汽車、熱交換器管道的焊接等等。
[0003] 按照所采用釬料的熔點(diǎn)，通常以450°C作為界限將釬焊劃分為硬釬焊和軟釬焊。在 鋁釬劑中，軟釬劑的基質(zhì)常用有機(jī)物，其釬焊溫度不能超過(guò)350°C，容易焦化。因此在此溫度 以上都得使用熔鹽釬劑。在鋁及其合金的釬焊過(guò)程中，氯化物釬劑活性和熱穩(wěn)定性好、流動(dòng) 性優(yōu)良、方便使用、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但其最大缺點(diǎn)是對(duì)母材存在強(qiáng)烈的電化學(xué) 腐蝕、吸濕性強(qiáng)，釬劑不易保存。在釬焊區(qū)殘?jiān)焙蟾g釬焊件，導(dǎo)致釬劑性能變壞，甚至 失效。
[0004] 釬焊的熔劑，簡(jiǎn)稱釬劑，是釬焊過(guò)程中用的熔劑，與釬料相配合，是保證釬焊過(guò)程 順利進(jìn)行和獲得致密接頭不可缺少的。釬劑的作用是清除熔融釬料和母材表面的氧化物， 保護(hù)釬料及母材表面不被繼續(xù)氧化，改善釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性能，促進(jìn)界面活化，使其能順 利地實(shí)現(xiàn)釬焊過(guò)程。
[0005] Nocolok氟鋁酸鉀是由上世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來(lái)的一種不溶性、不吸潮的防腐 蝕釬劑。該釬劑最大不足操作溫度（600°C)過(guò)高，多半的鋁合金由于其過(guò)燒溫度低于600°C 而不能用氟鋁酸鉀釬劑釬焊。目前已有氟鋁酸銫釬劑可滿足與低溫合金焊接，如：中國(guó)專利 CN200910039132. 4,樊銘驥以Zn-Al合金為釬料，合金熔點(diǎn)溫度為385~420°C，以氟鋁酸銫 為釬劑，熔點(diǎn)溫度為420°C，可用于低熔點(diǎn)合金焊接，但由于采用單一氟鋁酸銫，成本昂貴難 以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0006] 同時(shí)，由于銫資源稀缺，價(jià)格昂貴限制氟鋁酸銫類釬劑發(fā)展與應(yīng)用。因此，對(duì)三元 系釬劑的研宄和應(yīng)用，無(wú)論是在進(jìn)一步降低釬劑的熔化溫度、改善性能和降低成本方面，都 具有重大的意義和研宄價(jià)值。而江西宜春鋰云母礦中含有Li、Na、K、Rb、Cs、Al和F等多種 有價(jià)值的金屬和非金屬元素，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，鋰云母礦中Li 2O含量在4~5wt. %，僅 次于鋰輝石的6~8wt. % ;K20含量可高達(dá)8. 5wt. %，并且Rb含量可達(dá)到1~I. 5wt. %， 由于Rb至今未找到其單獨(dú)存在的礦石，因此Rb具有很大的開(kāi)采價(jià)值；Cs含量可達(dá)0. 2~ 0· 4wt. % ;同時(shí)F含量高達(dá)6~8wt. %。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在公開(kāi)一種中溫型防腐蝕鋁酸鹽釬劑 及其制備方法，利用江西鋰云母提鋰后所得沉鋰母液為基礎(chǔ)溶液，提供一種中溫型防腐蝕 的新型釬劑及其制備方法，該釬劑不吸潮、難溶于水、不形成腐蝕原電池的電解液，克服了 鋁釬焊接頭在大氣中腐蝕的問(wèn)題。中溫條件下釬劑的濕潤(rùn)性和延展性優(yōu)良，焊接產(chǎn)品無(wú)虛 焊、焊縫細(xì)、強(qiáng)度高，釬劑焊接過(guò)程中去除表面氧化膜和隔氧作用。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 一種中溫型防腐蝕氟鋁酸鹽釬劑的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (1)以江西宜春鋰云母提鋰后所得沉鋰母液為基礎(chǔ)溶液，經(jīng)除雜濃縮后得富含K、 Rb、Cs原料溶液；
[0011] (2)分別稱取定量金屬鹽加至前述除雜后的基礎(chǔ)溶液1000 mL中，所述金屬鹽至少 包括下述一種以上41(：1 3.6!120(八1?，彡99.55%)為10818-1563.458，肝(八1?，彡99.95%) 為 126. llg-194. 55g，CsF(AR，彡 99% )為 100g-585· 55g，RbF(AR，彡 99% )為 30-80g ;
[0012] (3)加去離子水完全溶解制成溶液；
[0013] (4)進(jìn)而逐滴加入氫氟酸溶液，HF(AR,彡45% )為60-1500mL，并不停的攪拌，使 兩者充分反應(yīng)，得到絮凝漿料；
[0014] (5)所述絮凝漿料經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得所述釬劑，繼而粉碎、篩分獲得成品。
[0015] 具體的，鋰云母經(jīng)氯化焙燒、選擇浸出、絡(luò)合沉淀除雜與凈化及碳化沉鋰制備電池 級(jí)碳酸鋰后得沉鋰母液，所述沉鋰母液經(jīng)濃縮除去鈉鹽后控制溶液中Li含量為0. 2~3g/ L、Na含量< 2g/L、K含量為15~35g/L、Rb含量為150~220g/L和Cs含量為15~50g/ L0
[0016] 進(jìn)一步的，步驟（2)中所述AlCl3 . 6H20, KF，CsF，RbF，LiF可以是以江西宜春鋰 云母為礦源提取而得。
[0017] 步驟（2)中向基礎(chǔ)溶液中添加了 Li F(AR，彡99.85% )5-15g，LiF作為改性劑， 用以提高所述釬劑的防腐性能。
[0018] 進(jìn)一步的，所述LiF可以是以江西宜春鋰云母為礦源提取而得。
[0019] 本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種中溫型防腐蝕氟鋁酸鹽釬劑，其為以江西宜春鋰云母提鋰 后所得沉鋰母液為基礎(chǔ)溶液，經(jīng)除雜后得富含K、Rb、Cs原料溶液制備而得的混合型釬劑； 或是以江西宜春鋰云母為礦源提取的至少包括K、Rb、Cs、Al元素的金屬鹽為原料，制備的 混合型釬劑；所述釬劑至少包括兩種以上的下述化合物：
[0020] KAlF4^ 55wt. %,
[0021] K3AlF6^ 46wt. %,
[0022] KF ^ 55wt. %,
[0023] RbF ^ 60wt. %,
[0024] RbAlF4^ 35wt. %,
[0025] Rb3AlF6^ 28wt. %,
[0026] CsF ^ 50wt. %,
[0027] CsAlF4^ 44wt. %,
[0028] Cs3AlF6^ 36wt. % ；
[0029] 余者為雜質(zhì)。
[0030] 具體的，所述釬劑可以包括Rb3AlF6-RbAlF 4-K3AlF6三元共晶體，其中AlF 3、RbF和 KF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20~55wt. %、25~60wt. %、20~50wt. %。
[0031] 或者，所述釬劑還可以包括Cs3AlF6-K3AlF 6二元共晶體，其中AlF 3、CsF、KF的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)分別為22~57wt. %、22~50wt. %和20~55wt. %。
[0032] 或者，所述釬劑也可包括Rb3AlF6-RbAlF 4-Cs3AlF6-K3AlF6四元共晶體，其中AlF 3、 RbF、CsF和KF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30~55wt. %、10~35wt. %、5~40wt. %和20~ 35wt. % 〇
[0033] 或者，所述釬劑也可包括Rb3AlF6-CsAlF 4-Cs3AlF6-K3AlF6四元共晶體，其中AlF 3， RbF，CsF，KF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15~45wt. %，10~20wt. %，10~40wt. %和15~ 35wt. % 〇
[0034] 上述釬劑中可以包括鋰陽(yáng)離子，即通過(guò)添加 LiF < 5wt. %作為改性劑，以提高所 述釬劑的防腐蝕性能。
[0035] 本發(fā)明以江西鋰云母提鋰后所得沉鋰母液為基礎(chǔ)溶液，經(jīng)除雜后得富含K、Rb、Cs 溶液作為原料溶液，通過(guò)配料添加氟化鋁、氟化鉀、氟化銣和氟化銫的一種或幾種制備混合 型釬劑，所添加的上述金屬鹽亦可采用鋰云母提取而得。由于鋰云母中富含銣銫，從而大大 降低了新型釬劑的生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)江西鋰云母礦也實(shí)現(xiàn)資源最大化利