第7章： 钎焊去膜过程(3h).pptVIP

第7章 钎焊去膜过程 其反应如下： Cr2O3 +2BF3 → 2CrF2+B2O3 反应生成的将进一步与氧化物起作用，因此钎剂的活性温度有所降低。也即使钎剂的熔点进一步降低。 氟硼酸钾熔点低、去氧化物能力强，也可作钎剂为的主体。 氟化物量过高腐蚀性大，可能在钎缝中有气孔。 大量的含氟气体对人体有害。 常用硬钎剂见下表： 第7章 钎焊去膜过程 第7章 钎焊去膜过程 用钎剂去除氧化膜带来了清洗残渣的困难，并且在一些情况下由于各种原因而不能完全清除干净，因而存在潜在的腐蚀危险。如果在钎焊过程可以不使用钎剂，则可以从根本上避免上述问题。为此，研究人员开发了一些气体介质去膜的无钎剂钎焊方法。 五.中性气体的去膜 钎焊中使用的中性气体主要是氩气，有时也使用氮气。氩是惰性气体，在钎焊过程中不会与母材和氧化膜发生任何作用，它能保护金属不被氧化，但却没有直接去除氧化膜的能力。 在中性气体保护下，某些金属氧化物的稳定性会随着温度的升高而降低，可能发生分解，并在液态钎料的吸附作用下破坏。 第7章 钎焊去膜过程 表3-1给出了一些金属氧化物在大气中完全分解所需的温度。从表中数据可以看出，多数金属氧化物在空气中完全分解的温度高于其熔点甚至沸点，因此在钎焊过程中不能单纯依靠加热来求得氧化物的分解。 表3-1 一些金属氧化物在大气中完全分解的温度 氧化物 分解温度(°C) 氧化物 分解温度(°C) Au2O Ag2O PtO2 CdO Cu2O 250 300 300 900 1835 PbO NiO FeO MnO ZnO 2348 2751 3000 3500 3817 第7章 钎焊去膜过程 金属的氧化与金属氧化物的分解是一可逆过程： 其平衡常数为： 式中， 、 、 是系统中金属、氧和氧 化物的分压。 第7章 钎焊去膜过程 当反应温度不变时， 和 均为常数，因此，该平衡常数取决于氧的分压 ，即： 式中，α为常数。 这样的分压就是氧化物的分解压，它与温度之间存在如下关系： 式中，Qv为氧化物的分解热（焦耳/克分子氧）， T为温度（K）。 第7章 钎焊去膜过程 第7章 钎焊去膜过程 右图给出了金属氧化物分解压与温度之间的关系曲线。可以看出，温度升高,有利于氧化物的分解。 在中性气氛中进行钎焊,使系统中氧分压降低,且温度升高也有助于氧化物的分解。因此使得某些体系的钎焊过程可以进行。 如在干燥氮气中,750°C左右可以使氧化铜分解,因而可以在750°C以上,氮气中无钎剂条件下完成铜钎焊。 氧化物的分解压与温度的关系 六.活性气体的去膜 活性气体通常是指还原性气体介质，它不仅可以保护母材和钎料免于氧化，降低氧的分压，而且还可以与氧化膜发生直接反应，从而清除母材表面的氧化膜。 常用的还原性气体主要是氢和一氧化碳。氢的还原能力要比一氧化碳强得多，氢还原氧化铁的能力在300°C下是一氧化碳的10倍，在500°C下是20倍。 第7章 钎焊去膜过程 氢还原金属氧化物时，存在如下过程： MemOn+nH2=mMe+nH2O 其反应平衡常数为： 式中 和 为系统中氢和水蒸气的分压。 上述反应的平衡常数是温度和氢中水蒸气含量的函数。气体中水蒸气的含量通常以气体的露点温度来表示。 所谓露点，就是气体中所含水蒸气开始凝结成水的温度。气体中的水蒸气含量越少，露点就越低。 第7章 钎焊去膜过程 右图给出了氧化物的还原反应与氢气露点及温度的关系。由图可见,在氢气中钎焊低碳钢是很容易实现的。在钎焊表面含有Cr2O3的合金(如1Cr18Ni9Ti不锈钢、GH140、GH33等铁基、镍基耐热合金)时,需要使用露点在-40°C以下的极干燥的氢气才能进行。至于表面含有MgO、TiO2、Al2O3、BeO等氧化物的合金时,由于对氢气的露点要求过于苛刻,因而在实际上不能进行。 氧化物的还原反应与氢气露点及温度的关系 第7章 钎焊去膜过程 氢气作为钎焊时的介质气体的缺点是具有爆炸性。因此要求排出的氢气在出口处必须点燃烧掉，以免混入空气引起爆炸。 减小爆炸的危险的另一方法是采用分解氨。氨在535°C左右与催化剂接触可以分解成氢和氮，得到的混合气体按体积含有75%H2和25%N2。这种气体经过仔细干燥后具有很强的还原性，并且爆炸的危险也小得多。 第7章 钎