專利名稱：金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層及預(yù)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明上涉及焊接工工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及可焊性較差的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層及預(yù)置方法。
背景技術(shù)：
目前常用的預(yù)置金屬基復(fù)合材料可焊層的方法有如下缺點
I、脫碳。所謂脫碳是對含石墨的復(fù)合材料而言，即是將含石墨的復(fù)合材料在空氣或者有氧的氣氛中加熱，使石墨與氧化(c+o2=co2)成二氧化碳揮發(fā)掉，而形成金屬可焊層，但由于脫碳的程度、溫度、時間較難掌握，操作起來非常困難。同時因非焊接表面無法保護(hù)，也會被脫碳，而脫碳的溫度過高等因素，都會造成復(fù)合材料本身的性能受到影響。2、電鍍可焊層。即是在復(fù)合材料的焊接表面用電鍍的方法，鍍上一層可焊的金屬層(如銀、銅等)。由于大多數(shù)復(fù)合材料都是粉末冶金制品——均存在微小的孔隙，電鍍時具有腐蝕性的電鍍液不可避免地會滲入孔隙中而無法排出，致使復(fù)合材料的導(dǎo)電性、耐存儲性等各種性能都會受到嚴(yán)重影響。3、在焊接表面包覆可焊金屬層。即是在壓制粉末冶金復(fù)合材料時，在焊接表面預(yù)壓制一層可焊金屬層。但是該可焊金屬層的厚度、均勻性以及結(jié)合強度很難控制，同時在燒結(jié)過程中，由于制品的材料是由兩層不同材料(純金屬層和復(fù)合材料層)組成，其膨脹系數(shù)不同，從而極易造成材料嚴(yán)重變形、開裂等現(xiàn)象，成品率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述方法存在的缺點，提供一種可在復(fù)合材料的焊接表面形成一層致密、牢固的可焊金屬層的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層及預(yù)置方法。本發(fā)明的解決方案是這樣的本發(fā)明所述的金屬可焊層由含有重量百分比的以下原料組成有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑5%至8%，余量為可焊性金屬粉末。上述組分更詳細(xì)的技術(shù)方案為所述的可焊性金屬粉末為銀粉或銅粉；所述的有機(jī)粘合劑為環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂；所述的有機(jī)溶劑為無水乙醇或者苯；所述的釬劑為氟化物或者硼化物。本發(fā)明預(yù)置方法的步驟包括
(1)、將含有重量百分比的以下原料有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑 5%至8%，余量為可焊性金屬粉末配制并攪拌充分混合后研磨4(T60h，形成膠狀混合物，然后將其混合物涂在復(fù)合材料元件的焊接表面；
(2)、在100°C至500°C溫度段分段進(jìn)行燒滲，經(jīng)保溫一冷卻后出爐。在步驟(I)中還包括如下步驟將復(fù)合材料進(jìn)行除油污工藝步驟；所述的除油污步驟為復(fù)合材料在含10% NaOH的溶液中煮沸12 — 20分鐘后用清水沖洗，用清水煮沸多次至PH7 PH8，加入1%的檸檬酸溶液煮沸12 — 20分鐘，以中和殘余的堿，再用清水多次沖洗到PH7，取出烘干，然后將其混合物涂在復(fù)合材料元件的焊接表面。在步驟(2)中在電阻爐中進(jìn)行燒滲方法步驟為90°C — 110°C中保溫12 — 20分鐘一1900C - 210°C中保溫20 - 30分鐘一480°C 一 520°C中保溫25 — 35分鐘后停止加熱。在于在步驟(2)中冷卻的方法步驟為隨爐冷卻至室溫后出爐。本發(fā)明的優(yōu)點是該可焊金屬層可直接進(jìn)行錫釬焊或電阻焊。該技術(shù)操作簡單方便，質(zhì)量易控制，成品率高。由于該配分中采用的是有機(jī)溶劑、有機(jī)粘合劑釬劑，在燒滲過程中已充分分解揮發(fā)，不存在任何殘留物，燒滲的最高溫度僅為500°C左右，而燒滲液僅是在涂有混合物的焊接表面進(jìn)行，其它非焊接面(如復(fù)合材料的工作面)均未受影響，因此復(fù)合材料的各項原有的性能均保持不變，在復(fù)合材料表面經(jīng)燒滲形成的致密、牢固的可焊金屬層，可直接進(jìn)行錫釬焊或者電阻焊，焊接牢固、可靠。


附圖是本發(fā)明的實施例。附圖I是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的可焊層實施例為
所述的金屬可焊層由含有重量百分比的以下原料組成有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑 20%至25%、釬劑5%至8%，余量為可焊性金屬粉末。所述的可焊性金屬粉末為銀粉或銅粉；所述的有機(jī)粘合劑為環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂；所述的有機(jī)溶劑為無水乙醇或者苯；所述的釬劑為氟化物或者硼化物。按上述實施例進(jìn)行的預(yù)置方法為
將重量百分比有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑5%至8%，余量為可焊性金屬粉末配制并攪拌充分混合后研磨4(T60h，形成膠狀混合物；
將復(fù)合材料在含10% NaOH的溶液中煮沸15分鐘后用清水多次沖洗，用清水煮沸多次至PH7 PH8，加入1%的檸檬酸溶液煮沸15分鐘，以中和殘余的堿，再用清水多次沖洗到 PH7，烘干；
然后將其混合物涂在除污處理后復(fù)合材料元件的焊接表面；
在電阻爐中進(jìn)行燒滲，IOO0C (保溫15分鐘)一2000C (保溫25分鐘)一500°C (保溫 30分鐘)后停止加熱；隨爐冷卻至室溫后出爐。具體實施例
某型高精密微特電機(jī)電刷，其使用的金屬基本復(fù)合材料為銀石墨(AgC)與O. Imm厚的鈹青銅彈片焊接。該工件若用直接錫釬焊的方法，則由于AgC材料中含有石墨，對錫釬料的潤濕性非常差，根本無法焊接。而采用常用的脫碳、電鍍可焊層、和包覆可焊層等方法，則由于這些方法存在的種種缺點，也被迫放棄。最后我公司自主研發(fā)的“金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層及預(yù)置方法”成功地解決了上述工藝方法存在的缺點，具體實施的方式為1、首先對銀石墨(AgC)材料原件進(jìn)行除油污處理。步驟①將原件加入到10%Na0H溶液中煮沸15分鐘。 步驟②將原件取出后用清水多次沖洗。步驟③用清水煮沸多次直至沸水為PH7 PH8。步驟 ④加入1%的檸檬酸溶液煮沸15分鐘，以中和殘余的堿。步驟⑤再用清水多次沖洗，直至沖洗清水為PH7為止，取出元件烘干待用。2、制備燒滲材料。步驟①將可焊性金屬粉末(一般為銀粉或銅粉)+有機(jī)溶劑(無水乙醇或苯)+有機(jī)粘合劑(環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂)+釬劑(硼化物或氟化物)充分?jǐn)嚢杌旌稀１景l(fā)明優(yōu)選的是有機(jī)溶劑為25%的無水乙醇；有機(jī)粘合劑為2. 5%的酚醛樹脂；釬劑為6%的硼化物；余量的金屬粉末為銀粉。步驟②將配置好的混合物在球磨機(jī)上研磨40tT60h。3、將燒滲材料混合物均勻地涂在已除油污烘干的銀石墨元件的焊接表面上。4、燒滲。將涂上燒滲材料的元件裝入電阻爐中加熱升溫。本發(fā)明優(yōu)選的分段燒滲溫度是100°C時保溫15分鐘，2000C時保溫20分鐘，500°C時保溫30分鐘，然后停止加熱，隨爐冷卻至室溫后出爐。應(yīng)用該方法在AgC材料焊接表面燒滲的銀層，用顯微鏡觀察，該銀層致密均勻而牢固，對錫釬料的潤濕性非常好。為此我們將該AgC材料元件經(jīng)燒滲處理后與鈹青銅彈片進(jìn)行錫釬焊焊接。并對成品進(jìn)行了焊接縫剪切強度實驗，實驗結(jié)果表明，該焊縫剪切度達(dá)到5. 6N/mm2，大大超過了用戶的要求(O. 32N/mm2)。以后我們又將該技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用于Ag-C-MOS2、Ag-C-WS2等復(fù)合材料的焊接中、均獲得滿意的效果。
權(quán)利要求
1.金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層，其特征在于所述的金屬可焊層由含有重量百分比的以下原料組成有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑5%至8%，余量為可焊性金屬粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層，其特征在于所述的可焊性金屬粉末為銀粉或銅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層，其特征在于所述的有機(jī)粘合劑為環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為無水乙醇或者苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層，其特征在于所述的釬劑為氟化物或者硼化物。
6.一種金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層的預(yù)置方法，其特征在于其方法步驟包括(1)、將含有重量百分比的以下原料有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑 5%至8%，余量為可焊性金屬粉末配制并攪拌充分混合后研磨4(T60h，形成膠狀混合物，然后將其混合物涂在復(fù)合材料元件的焊接表面；(2)、在100°C至500°C溫度段分段進(jìn)行燒滲，經(jīng)保溫一冷卻后出爐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層的預(yù)置方法，其特征在于在步驟(2)中在電阻爐中進(jìn)行燒滲方法步驟為90°C — 110°C中保溫12 - 20分鐘一190°C-210°C中保溫20 - 30分鐘一4800C- 520°C中保溫25 — 35分鐘后停止加熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層的預(yù)置方法，其特征在于在步驟 (2)中冷卻的方法步驟為隨爐冷卻至室溫后出爐。
全文摘要
一種金屬基復(fù)合材料燒滲可焊層及預(yù)置方法，其特點是金屬可焊層重量百分比組成是有機(jī)粘合劑2%至5%、有機(jī)溶劑20%至25%、釬劑5%至8%，余量為可焊性金屬粉末，將上述原料攪拌充分混合后研磨40~60h，形成膠狀混合物，然后將其混合物涂在復(fù)合材料元件的焊接表面，在100℃至500℃溫度段分段進(jìn)行燒滲，經(jīng)保溫——冷卻后出爐。其優(yōu)點是可焊金屬層可直接進(jìn)行錫釬焊或電阻焊。該技術(shù)操作簡單方便，質(zhì)量易控制，成品率高，在復(fù)合材料表面經(jīng)燒滲形成的致密、牢固的可焊金屬層，配分中采用的是有機(jī)溶劑、有機(jī)粘合劑釬劑，在燒滲過程中已充分分解揮發(fā)，不存在任何殘留物，可直接進(jìn)行錫釬焊或者電阻焊，焊接牢固、可靠。
文檔編號C23C24/10GK102586774SQ201210031968
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者梁江, 王肖錚 申請人:廣西新高新科技發(fā)展有限公司, 梁江, 王肖錚