釬劑、釬料的選擇與搭配
Se-lection and Matching of Fluxes with Filler Metals

釬焊過程中熔態(tài)釬料與母材的有效潤濕主要取決于釬劑的作用。釬焊接頭的強度和耐腐蝕性則主 要取決于釬料及其與母材的作用和關系。

釬料與母材直接的潤濕能力與釬料的本性固然 有相當大的關系，但釬焊時與釬劑的作用相比則次 要多r。釬劑的概念應該是廣泛的，包括熔鹽、有 機物、活性氣體、金厲蒸氣等，即除母材和釬料 外，泛指第三種用來降低母材和釬料界面張力的所 有物質(zhì)。熔態(tài)鉛在鋁母材上無論從相圖上或?qū)嵺`上 都是難以潤濕的，但通過適當釬劑的作用卻能使它 們完全潤濕，但接頭的強度和耐腐性是很差的。

釬劑的選擇 
Selection of Fluxes

釬劑的功能可以分為三部分一是基質(zhì)，二是 去膜劑，三是界面活性劑[3!1]。有的釬劑可以明顯 劃分出這三項功能部分，如鋁奸劑。多數(shù)釬劑的功 能部分并不能明確劃分，但這三項功能確實存在。

基質(zhì)是釬劑的主要成分，它控制著釬劑的熔化 溫度。它熔化后覆蓋在焊點表面，起隔絕空氣的作 用，它又是釬劑中其他功能組元的溶劑。為了配合 釬料的熔點，釬劑的熔化溫度應該比釬料熔化溫度 低10~30t；。特殊應用情況下，也有使釬劑的熔 化溫度稍高于釬料熔化溫度的。釬劑的熔化溫度如 過低于釬料，則過早的熔化將使釬劑的成分由于蒸 發(fā)、與母材作用，特別是釬劑與母材、釬劑與釬料 間傳質(zhì)速度的降低等原因，使釬料熔化時釬劑已失 去活性。由此可見，調(diào)節(jié)基體的成分使其熔化溫度 與釬料熔化溫度匹配至關重要。

去膜劑的作用是通過物理化學的過程，除去、 破碎或松脫母材的表面膜，使得熔化的釬料能夠潤濕新鮮的母材表面。界面活性劑的作用是起到進一 步降低熔化釬料與母材間的界面張力，使熔化釬料 得以在母材表面鋪展。

招釬劑的基體是由械金屬或堿土金屬的氣化物 構(gòu)成的，去膜劑由氟離子擔當。由于鋁氧化膜的除 去過程僅僅做到破碎松脫，盡管有基質(zhì)的梗蓋和氣 離子的作用，新氧化膜生成的趨勢仍然很強，必須以一些重金屬離子與母材間的置換反應（傳質(zhì)作用）來降低熔態(tài)釬料與母材間的界面張力而達到兩者的潤濕。此金屬離子即起界面活性劑的作 用。在髙溫釬焊銅合金、鐵合金時，常用硼砂 (NajB407 ?IOHjO)作為釬劑。它的熔點為 742. 5-C ,有時嫌溫度太高而配以隊03,成為二元 釬劑，可以獲得不同的熔化溫度，如圖1-25所示。此種釬劑其功能三而合一。硼砂熔化的黏 稠液體成為基質(zhì)。母材表面氧化膜溶于&03,生 成偏硼酸鹽而除去（見1.2. 4節(jié)）。氧化膜的溶解 過程即是一傳質(zhì)過程，問時起了降低界面張力的作 用。有時為了延長這個傳質(zhì)過程，甚至往硼砂中加 氧化劑，如加入商錳酸鉀，使得母材表面價 態(tài)被抬高而增加向釬劑中的溶解。

釬劑的選擇常視氧化膜的性質(zhì)而定。偏堿性的 氧化膜，例如，F(xiàn)e、Ni、Cu等的氧化物,常使用酸性的含《酸酐（B203)的釬劑；偏酸性的氧化膜， 例如，對付鑄鐵含高Si02的氧化膜，常用含堿性 n**2C03的釬劑，使得生成易熔的NajiO,而進人熔 渣。

在釬焊一些含Cr、Ti、Mo, w等元素的合金鋼 或耐熱鋼時.由于這些元素的氣化物是酸性的，而 基體元素Fc的氧化物又是偏堿性的，因此常在硼酸 酐（均03)中加人部分強堿性的堿金屬或堿土金厲 的氣化物，使得釬劑具有某種雙重性格，S著提高 釬劑對付這類合金的活性。為了同時調(diào)節(jié)釬劑的熔 化溫度，在8501以下常添加NaF (ra. p. 995*C )或 KF( p. 851"C )，而在 850^ 以上常 添加 CaF2 (m. p. 1423^ )。
 

在釬焊一些結(jié)構(gòu)鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼以及銅、銀、金等合金時，如果希望在較低溫度下釬焊，則 不用上述的氣化物而代之以氟硼酸鉀（kbf4)或 氟硼酸鈉.（NaBF4)?表1-2所列的熔鹽系常被用 來組成各種各樣的釬劑。

表1-2組成硬釬劑有關組元的相關系 Table 1-2 Phase relationships of some systems used for brazing fluxes

這些氟化物的氣體也常被用作釬劑，它有反應 均勻、焊后不留殘渣的優(yōu)點。BF3常和IV2混合使 用，在高溫下釬焊不銹鋼。BF3有鋼瓶罐裝出售。 另外一種液體硼酸三甲酯混以bf3,當作火焰釬焊 時的氣體釬劑使用。當可燃氣體例如乙炔或天然氣 流經(jīng)特制的罐內(nèi)的上述混合液體時，由于鼓泡而使 可燃氣體中富含這種釬劑的蒸氣。在火焰中硼酸= 甲酯水解為b203u火焰所到之處，工件上即被覆 一層極薄的B2o3熔化膜，既起釬劑的作用，乂起 保護工件表面不因燒灼而有氧化變色之虞。

鋁和鎂合金是比較難以釬焊的，特別是鎂含置 高的合金。它們的釬劑主要由氛化物、氟化物和一 些重金屬離子構(gòu)成。這類釬劑釬焊后的清洗比較困 難，稍有不慎便會引起腐蝕。較大面積的搭接，釬縫中夾渣幾乎難以避免，形成蟻靜的缺陷。它通常不存在聯(lián)通大氣的洞口，如呆表面進行機加工，形成洞口，釬劑則因逐漸吸潮產(chǎn)生膨脹而會破壞 接頭。近20余年發(fā)展起來的所謂Nocolok ( no-cor- rosive look)釬劑，因為不溶于水、+吸潮而成為 “無腐蝕的釬劑”。這主要是由A1F3和KF系中，兩個中間化合物K3A1F6和KA1F4共晶熔鹽構(gòu)成。

近年來又發(fā)展了 A1F3-CsF和A1F3-CsF-KF釬劑[331。含CSF成分的釬劑，特別適合釬焊含Mg世高的鋁 合金和鎂合金，對去除鎂氧化膜有特殊的效力。

鈦合金釬劑和鋁釬劑大體相同，由堿金屈、堿 十金屬的氣化物和氟化物構(gòu)成，但由于鈦的氧化膜 更難以破除，其界向活性劑常用活性史高的AgCl 和 SnCl2。

有時需要在較低溫度F進行釬焊。在450T以 下釬焊用的釬劑稱為軟釬劑。軟釬劑分為兩種：一 種是水溶性的，通常由鹽酸、ZnCl2、SnCl2、 NH,C1、H3P03等多個或單個鹽的水溶液構(gòu)成，活 性高，腐蝕性也強，焊后需要清洗，適)丨〗于鋼、不 銹鋼、銅合金、鎳合金等的釬焊；另一種軟釬劑是 水不溶性的有機物釬劑，通常以松香或人工樹脂為 基，加人有機酸、有機胺或其HC1或HBr的鹽， 以提高溶去膜的能力和活性，為了調(diào)節(jié)稠度，常以 無水酒精或異內(nèi)醇作為溶劑，這類釬劑由于腐蝕性 小，常在電子工業(yè)中軒焊銅及銅合金。培合金的軟 釬劑常在有機的羥胺中溶人重金屬的氟化物或氣硼 酸鹽制成，鋁釬焊避免使用水溶液釬劑。其他耐熱 合金，如含Cr、Mo, W合金，Mg合金，Ti合金等 在一般條件下都無法用軟釬劑釬焊。