Pagpapatigas ng aluminyo at aluminyo haluang metal

1. Brazeability

Ang pagpapatigas ng ari-arian ng aluminyo at aluminyo haluang metal ay mahirap, higit sa lahat dahil ang oxide film sa ibabaw ay mahirap alisin.Ang aluminyo ay may mahusay na kaugnayan para sa oxygen.Madaling bumuo ng isang siksik, matatag at mataas na melting point oxide film na Al2O3 sa ibabaw.Kasabay nito, ang mga aluminyo na haluang metal na naglalaman ng magnesium ay bubuo din ng isang napaka-matatag na oxide film na MgO.Sila ay seryosong hadlangan ang basa at pagkalat ng panghinang.At mahirap tanggalin.Sa panahon ng pagpapatigas, ang proseso ng pagpapatigas ay maaaring isagawa lamang sa wastong pagkilos ng bagay.

Pangalawa, ang pagpapatakbo ng aluminyo at aluminyo haluang metal brazing ay mahirap.Ang punto ng pagkatunaw ng aluminyo at aluminyo na haluang metal ay hindi gaanong naiiba mula sa ginamit na pampatigas na metal na tagapuno.Ang opsyonal na hanay ng temperatura para sa pagpapatigas ay napakakitid.Ang isang maliit na hindi tamang kontrol sa temperatura ay madaling maging sanhi ng sobrang init o kahit na pagkatunaw ng base metal, na nagpapahirap sa proseso ng pagpapatigas.Ang ilang mga aluminyo na haluang metal na pinalakas ng heat treatment ay magdudulot din ng paglambot na phenomena tulad ng sobrang pagtanda o pagsusubo dahil sa brazing heating, na magbabawas sa mga katangian ng brazed joints.Sa panahon ng pagpapatigas ng apoy, mahirap hatulan ang temperatura dahil ang kulay ng aluminyo na haluang metal ay hindi nagbabago sa panahon ng pag-init, na nagpapataas din ng mga kinakailangan para sa antas ng operasyon ng operator.

Bukod dito, ang paglaban sa kaagnasan ng aluminyo at aluminyo haluang metal brazed joints ay madaling maapektuhan ng mga metal na tagapuno at mga flux.Ang potensyal ng elektrod ng aluminyo at aluminyo na haluang metal ay medyo naiiba mula sa panghinang, na binabawasan ang resistensya ng kaagnasan ng pinagsamang, lalo na para sa malambot na pinagsamang paghihinang.Bilang karagdagan, ang karamihan sa mga flux na ginagamit sa pagpapatigas ng aluminyo at aluminyo haluang metal ay may malakas na corrosivity.Kahit na linisin ang mga ito pagkatapos ng pagpapatigas, ang impluwensya ng mga flux sa resistensya ng kaagnasan ng mga kasukasuan ay hindi ganap na maaalis.

2. Materyal na nagpapatigas

(1) Ang pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay isang bihirang ginagamit na paraan, dahil ang komposisyon at potensyal ng elektrod ng brazing filler metal at base metal ay ibang-iba, na madaling magdulot ng electrochemical corrosion ng joint.Ang malambot na paghihinang ay pangunahing gumagamit ng zinc based solder at tin lead solder, na maaaring nahahati sa mababang temperatura solder (150 ~ 260 ℃), medium temperature solder (260 ~ 370 ℃) at mataas na temperatura solder (370 ~ 430 ℃) ayon sa saklaw ng temperatura.Kapag ang tin lead na panghinang ay ginamit at ang tanso o nikel ay naunang nilagyan sa ibabaw ng aluminyo para sa pagpapatigas, ang kaagnasan sa magkasanib na interface ay maiiwasan, upang mapabuti ang paglaban sa kaagnasan ng magkasanib na bahagi.

Ang pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay malawakang ginagamit, tulad ng filter guide, evaporator, radiator at iba pang mga bahagi.Tanging ang mga metal na tagapuno na batay sa aluminyo ay maaaring gamitin para sa pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal, bukod sa kung saan ang mga aluminyo na silicon na mga metal na tagapuno ay ang pinakamalawak na ginagamit.Ang tiyak na saklaw ng aplikasyon at ang lakas ng paggugupit ng brazed joints ay ipinapakita sa Talahanayan 8 at talahanayan 9 ayon sa pagkakabanggit.Gayunpaman, ang punto ng pagkatunaw ng solder na ito ay malapit sa base metal, kaya ang temperatura ng pag-init ay dapat na mahigpit at tumpak na kontrolin sa panahon ng pagpapatigas upang maiwasan ang sobrang pag-init o kahit na pagkatunaw ng base metal.

Talahanayan 8 saklaw ng aplikasyon ng mga brazing filler metal para sa aluminum at aluminum alloys

Talahanayan 9 lakas ng paggugupit ng aluminyo at aluminyo na haluang metal na pinagsamang brazed na may mga metal na tagapuno ng aluminum silicon

Ang aluminyo silikon na panghinang ay karaniwang ibinibigay sa anyo ng pulbos, i-paste, wire o sheet.Sa ilang mga kaso, solder composite plates na may aluminum bilang core at aluminum silicon solder bilang cladding ang ginagamit.Ang ganitong uri ng solder composite plate ay ginawa sa pamamagitan ng hydraulic method at kadalasang ginagamit bilang bahagi ng brazing components.Sa panahon ng brazing, ang brazing filler metal sa composite plate ay natutunaw at dumadaloy sa ilalim ng pagkilos ng capillary at gravity upang punan ang magkasanib na puwang.

(2) Flux at shielding gas para sa aluminyo at aluminyo haluang metal brazing, espesyal na pagkilos ng bagay ay madalas na ginagamit upang alisin ang pelikula.Ang organic flux batay sa triethanolamine, tulad ng fs204, ay ginagamit sa mababang temperatura na malambot na panghinang.Ang bentahe ng flux na ito ay na ito ay may maliit na epekto ng kaagnasan sa base metal, ngunit ito ay magbubunga ng isang malaking halaga ng gas, na makakaapekto sa basa at caulking ng panghinang.Ang reactive flux batay sa zinc chloride, gaya ng fs203 at fs220a, ay ginagamit sa medium temperature at high temperature soft solder.Ang reactive flux ay lubos na kinakaing unti-unti, at ang nalalabi nito ay dapat alisin pagkatapos ng pagpapatigas.

Sa kasalukuyan, ang pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay pinangungunahan pa rin ng flux film removal.Ang brazing flux na ginamit ay kinabibilangan ng chloride based flux at fluoride based flux.Ang chloride based flux ay may malakas na kakayahang alisin ang oxide film at magandang pagkalikido, ngunit ito ay may mahusay na kinakaing unti-unti na epekto sa base metal.Ang nalalabi nito ay dapat na ganap na maalis pagkatapos ng pagpapatigas.Ang fluoride based flux ay isang bagong uri ng flux, na may magandang epekto sa pag-alis ng pelikula at walang kaagnasan sa base metal.Gayunpaman, mayroon itong mataas na punto ng pagkatunaw at mahinang thermal stability, at maaari lamang gamitin sa aluminum silicon solder.

Kapag nagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal, kadalasang ginagamit ang vacuum, neutral o inert na kapaligiran.Kapag ginamit ang vacuum brazing, ang antas ng vacuum ay karaniwang umabot sa pagkakasunud-sunod na 10-3pa.Kapag ang nitrogen o argon gas ay ginagamit para sa proteksyon, ang kadalisayan nito ay dapat na napakataas, at ang dew point ay dapat na mas mababa sa -40 ℃

3. Brazing technology

Ang pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay may mataas na mga kinakailangan para sa paglilinis ng ibabaw ng workpiece.Upang makakuha ng magandang kalidad, ang mantsa ng langis at oxide film sa ibabaw ay dapat na alisin bago ang pagpapatigas.Alisin ang mantsa ng langis sa ibabaw gamit ang Na2CO3 aqueous solution sa temperatura na 60 ~ 70 ℃ sa loob ng 5 ~ 10min, at pagkatapos ay banlawan ng malinis na tubig;Ang ibabaw na oxide film ay maaaring alisin sa pamamagitan ng pag-ukit gamit ang NaOH aqueous solution sa temperatura na 20 ~ 40 ℃ para sa 2 ~ 4min, at pagkatapos ay hugasan ng mainit na tubig;Matapos tanggalin ang mantsa ng langis at oxide film sa ibabaw, ang workpiece ay dapat tratuhin ng HNO3 aqueous solution para sa gloss para sa 2 ~ 5min, pagkatapos ay linisin sa umaagos na tubig at sa wakas ay tuyo.Ang workpiece na ginagamot ng mga pamamaraang ito ay hindi dapat hawakan o kontaminado ng iba pang dumi, at dapat i-brazed sa loob ng 6 ~ 8h.Mas mainam na i-braze kaagad kung maaari.

Ang mga pamamaraan ng pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay pangunahing kinabibilangan ng flame brazing, soldering iron brazing at furnace brazing.Ang mga pamamaraang ito ay karaniwang gumagamit ng flux sa pagpapatigas, at may mahigpit na mga kinakailangan sa temperatura ng pag-init at oras ng paghawak.Sa panahon ng flame brazing at soldering iron brazing, iwasan ang pag-init ng flux nang direkta sa pamamagitan ng pinagmumulan ng init upang maiwasan ang flux mula sa overheating at pagkabigo.Dahil ang aluminyo ay maaaring matunaw sa malambot na panghinang na may mataas na nilalaman ng zinc, ang pag-init ay dapat itigil kapag nabuo na ang joint upang maiwasan ang base metal corrosion.Sa ilang mga kaso, ang pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal kung minsan ay hindi gumagamit ng pagkilos ng bagay, ngunit gumagamit ng ultrasonic o mga paraan ng pag-scrape upang alisin ang pelikula.Kapag gumagamit ng pag-scrape upang alisin ang pelikula para sa pagpapatigas, painitin muna ang workpiece sa temperatura ng pagpapatigas, at pagkatapos ay i-scrape ang brazing na bahagi ng workpiece gamit ang dulo ng solder rod (o scraping tool).Habang sinisira ang ibabaw na oxide film, ang dulo ng solder ay matutunaw at mababasa ang base metal.

Ang mga paraan ng pagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal ay pangunahin nang kinabibilangan ng flame brazing, furnace brazing, dip brazing, vacuum brazing at gas shielded brazing.Ang flame brazing ay kadalasang ginagamit para sa maliliit na workpiece at single piece production.Upang maiwasan ang pagkabigo ng flux dahil sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga impurities sa acetylene at ng flux kapag gumagamit ng oxyacetylene flame, angkop na gumamit ng gasoline compressed air flame na may bahagyang reducibility upang maiwasan ang oksihenasyon ng base metal.Sa panahon ng partikular na pagpapatigas, ang brazing flux at filler metal ay maaaring ilagay sa brazed na lugar nang maaga at pinainit sa parehong oras sa workpiece;Ang workpiece ay maaari ding magpainit muna sa temperatura ng pagpapatigas, at pagkatapos ay ang panghinang na nilubog sa pagkilos ng bagay ay maaaring ipadala sa posisyon ng pagpapatigas;Matapos matunaw ang flux at filler metal, ang pag-init ng apoy ay dapat alisin nang dahan-dahan pagkatapos na ang filler metal ay pantay na napuno.

Kapag nagpapatigas ng aluminyo at aluminyo na haluang metal sa isang air furnace, ang brazing filler metal ay dapat i-preset, at ang brazing flux ay dapat matunaw sa distilled water upang maghanda ng isang makapal na solusyon na may konsentrasyon na 50% ~ 75%, at pagkatapos ay pinahiran o spray sa ang nagpapatigas na ibabaw.Ang naaangkop na dami ng powder brazing flux ay maaari ding takpan sa brazing filler metal at brazing surface, at pagkatapos ay ang pinagsama-samang weldment ay dapat ilagay sa furnace para sa pagpainit ng brazing.Upang maiwasang mag-overheating o matunaw ang base metal, dapat na mahigpit na kontrolin ang temperatura ng pag-init.

Ang paste o foil solder ay karaniwang ginagamit para sa dip brazing ng aluminum at aluminum alloys.Ang pinagsama-samang workpiece ay dapat painitin bago i-brazing upang gawing malapit ang temperatura nito sa temperatura ng brazing, at pagkatapos ay ilubog sa brazing flux para sa brazing.Sa panahon ng pagpapatigas, ang temperatura ng pagpapatigas at oras ng pagpapatigas ay dapat na mahigpit na kinokontrol.Kung ang temperatura ay masyadong mataas, ang base metal ay madaling matunaw at ang panghinang ay madaling mawala;Kung ang temperatura ay masyadong mababa, ang panghinang ay hindi sapat na natutunaw, at ang brazing rate ay bumababa.Ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat matukoy ayon sa uri at laki ng base metal, ang komposisyon at punto ng pagkatunaw ng filler metal, at sa pangkalahatan ay nasa pagitan ng liquidus temperature ng filler metal at solidus temperature ng base metal.Ang oras ng paglubog ng workpiece sa flux bath ay dapat tiyakin na ang panghinang ay maaaring ganap na matunaw at dumaloy, at ang oras ng pagsuporta ay hindi dapat masyadong mahaba.Kung hindi, ang elemento ng silikon sa panghinang ay maaaring magkalat sa base metal, na ginagawang malutong ang base metal malapit sa tahi.

Sa vacuum brazing ng aluminum at aluminum alloys, ang mga metal operating activator ay kadalasang ginagamit upang baguhin ang surface oxide film ng aluminum at tiyakin ang basa at pagkalat ng solder.Maaaring direktang gamitin ang magnesiyo sa workpiece sa anyo ng mga particle, o ipinakilala sa brazing zone sa anyo ng singaw, o maaaring idagdag ang magnesium sa aluminum silicon solder bilang elemento ng haluang metal.Para sa workpiece na may kumplikadong istraktura, upang matiyak ang buong epekto ng singaw ng magnesiyo sa base metal at pagbutihin ang kalidad ng pagpapatigas, ang mga lokal na hakbang sa proseso ng shielding ay madalas na ginagawa, iyon ay, ang workpiece ay unang inilalagay sa isang hindi kinakalawang na asero na kahon (karaniwang kilala bilang process box), at pagkatapos ay inilagay sa isang vacuum furnace para sa pagpainit ng brazing.Ang Vacuum Brazed Aluminum at aluminum alloy joints ay may makinis na ibabaw at siksik na brazed joints, at hindi kailangang linisin pagkatapos ng brazing;Gayunpaman, ang vacuum brazing equipment ay mahal, at ang singaw ng magnesiyo ay seryosong nagpaparumi sa pugon, kaya kailangan itong malinis at mapanatili nang madalas.

Kapag nagpapatigas ng mga aluminyo at aluminyo na haluang metal sa neutral o inert na kapaligiran, ang magnesium activator o flux ay maaaring gamitin upang alisin ang pelikula.Kapag ginamit ang magnesium activator upang alisin ang pelikula, ang halaga ng magnesium na kinakailangan ay mas mababa kaysa sa vacuum brazing.Sa pangkalahatan, ang w (mg) ay humigit-kumulang 0.2% ~ 0.5%.Kapag mataas ang nilalaman ng magnesium, mababawasan ang kalidad ng joint.Ang NOCOLOK brazing method gamit ang fluoride flux at nitrogen protection ay isang bagong paraan na mabilis na binuo nitong mga nakaraang taon.Dahil ang residue ng fluoride flux ay hindi sumisipsip ng moisture at hindi kinakaing unti-unti sa aluminum, ang proseso ng pag-alis ng flux residue pagkatapos ng brazing ay maaaring tanggalin.Sa ilalim ng proteksyon ng nitrogen, kaunting fluoride flux lamang ang kailangang lagyan ng coating, ang metal na tagapuno ay maaaring magbasa ng mabuti sa base metal, at madaling makakuha ng mataas na kalidad na brazed joints.Sa kasalukuyan, itong NOCOLOK brazing method ay ginagamit sa mass production ng aluminum radiator at iba pang mga bahagi.

Para sa aluminyo at aluminyo haluang metal na naka-brazed na may flux maliban sa fluoride flux, ang flux residue ay dapat na ganap na alisin pagkatapos ng brazing.Ang nalalabi ng organic brazing flux para sa aluminyo ay maaaring hugasan ng mga organikong solusyon tulad ng methanol at trichloroethylene, neutralisahin ng sodium hydroxide aqueous solution, at sa wakas ay linisin ng mainit at malamig na tubig.Ang klorido ay ang nalalabi ng brazing flux para sa aluminyo, na maaaring alisin ayon sa mga sumusunod na pamamaraan;Una, magbabad sa mainit na tubig sa 60 ~ 80 ℃ sa loob ng 10min, maingat na linisin ang nalalabi sa brazed joint gamit ang isang brush, at linisin ito ng malamig na tubig;Pagkatapos ay ibabad ito sa 15% nitric acid aqueous solution sa loob ng 30min, at sa wakas ay banlawan ito ng malamig na tubig.