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锡的软轩剂 Fluxes for Aluminum Soldering
1.无机反应型铝软钎剂
- 这种类型的钎剂早在丨924年即见有专利及文献报道直到现代仍有应用。主要是皮用 ZnCl2、SnClj. NH4Cl等几种盐组成的混盐。由于 它们的熔化温度很低（170 -200^)处于软钎焊 的温度范围。在其中常加人一些觝化物作为破膜剂 而成为软钎剂。无机反应型铝软针剂常用的熔盐体 系如图2-18所示m】。这种钎剂由于基质用的就是 重金属盐，含里很高，钎焊时它会与铝及面反应析 出金属而'加强了活性，但与此同时还析出多黾的副 产物A1F3，混合/黏度较卨的钎剂而呈泡沫状， 将焊点周围弄得很脏，钎焊过程不很顺利。此外还 有淸洗不净容易引起腐蚀的问题。及2-9列出了一 些反应型铝软钎剂的实配方。
表2-9 —些反应型铝软钎剂的实际配方 Table 2-9 Some reactive fluxes for aluminum soldering
序号 | 代号 | 成分(质1：分数,％) | 熔化 温度/t | 特殊应用 | 文献 |
1 | ZiiCl2 ( 55 )，SnCl2 (28 ) , NH4 Br( 15 )，NaF( 2) | — | — | L20] | |
2 | QJ203 | SnCl2(88),NH4a(10),NaF(2) | — | — | [20] |
3 | ZnCl2(88),NH4CI( 10)，NaF(2) | 一 | — | [20] | |
4 | — | ZnBr2 (50-30)，KBr( 50-70 ) | 215 | 钎铝无烟 | [21]111 |
5 | — | PbCl2(95-97) ,KC1( 1.5-2.5)，CoCl2(1.5-2.5) | — | 铝面涂Pb | [21]111 |
6 | 0)134 | KC1(35),UC1(30) ,ZnF2(10) .CdCI2(15) ,ZnCl2(10) | 390 | — | [211111 |
7 | ZnCl2(48.6),SnCl2(32.4),Ka(15.0).KF(2.0)tAgCl(2.0) | — | KSn-Pb(85) 钎料，高耐蚀 | [74] |
2.有机型铝软钎剂
20世纪40年代开始出现有机物配制的钎 剂[75)，20世纪50年代末开始出现氟硼酸盐溶在三 乙醇胺中制成的低温铝钎剂[7*]，随后由于其比较 优越的性能，学者蜂拥而至进行研究17740]。这类 轩剂的典型成分是将一些氟硼酸盐，如Zn(BF4>2、 Cd(BF4)2, Sn(BF4)2、NH4BF4 中的 1 个或2-3 个 溶解在有机羟胺中制成溶液。可用的有机羟胺有： 乙酵胺、二乙醉胺、三乙醇肢、二乙烯三胺（dieth- ylenetriamine)、N-( 2-胺乙基）乙醇胺[N-( 2-amino ethyl)ethanolamine]等，也有用 10% ~ 25% (质量 分数）的乙醇胺和三乙醇胺的混合物作溶剂的， 据说可以获得固体组元溶解度大而沸点合适的溶 剂[78]。这样的钎剂开始实用于钎焊白炽灯的铝灯 座上[811，此后这类钎剂逐渐形成商品，如英国 Multicore 的 Alu-Sol、美国 J, W. Harris Co 的 Stay- dean、瑞士 Caatolin的AluTin51、日本招株式会社 的W-FX;还有一些小公司，如美国的Kapp，Alloy mulWirc的“Golden Flux”以及我国上海斯米克的 QJ-204钎剂也都属于这一类型。表2-10列出了一 些已在应用的有机软钎剂配方。
铝和其他金属钎焊不同，钎剂中的重金属离子 被铝还原，在铝面上析出金属，但它必须在钎焊温 度下呈液态才具有最大的活性。在Q〗204的配方 中，Zn2+和Cd2+离f作共晶析出时，钎焊温度需 要卨过2661 (Zn-Cd金属二元系的共晶温度）才 可能出现液相，因此只有超过此温度以上才可能出 现最大的活性。而在266弋时，乙醇胺已经开始 焦化，何况其中的Cd还有毒，故此配方不是很理想的。使用这种钎剂钎焊时，最好先将母材加热至 270 - 300T；,在最短的时间内完成钎焊才可得到较 好的结果。至于表2-10中序号为2和3的4>61 A和 4>54A则更不合理，因为这两种配方各只用了一种 界面活性剂。序号2针剂析出的Zn在4201才能 熔化，即使和A1形成共晶也得3811时才能熔化。 序号3钎剂只析出一种Cd,它的熔点为321弋，和 A1不互溶，润湿性不好。因此这两个配方在三乙 醇按焦化以前不大会出现最大活性。以上所述指最 大的活性，并非没有活性，事实K,上述配方仍然 能够获得一般性的应用。序号为4的1070X钎剂则 较合理，钎剂析出液态Sn-Zn共晶的温度为198T， 如果在250 ~27(TC温度下实施钎焊，配用Sn-Zn或 Sn-Pb钎料则发挥钎剂的最大活性时，轩料已处于 熔化状态。目前使用Zn2♦和Sn2'离子作复合的界 面活性剂，实际上已为国内外一些商品铝软钎剂所 普遍使用。
配制钎剂的原料Zn(BF4)2、Cd(BF4)2、 Sn(BF,)2等商品不易购得，特别是Sn(BF4)2商品 只能得到它的溶液。事实上，氟硼酸盐并非构成钎 剂的必须，直接使用氟化物就能得到良好的效果。 表2-10中的序号4就列出了一个使用有效的配方， 原料中只有5#2有时不易购得，可以由SnO与HF 反应来制备。
表2-10中序号5的1040W是一熔点约为501： 的固体全氟铝软钎剂，是编者开发已付诸实用的一 种奸剂，活性很高，适合灌注Sn-Zn共晶钎料来制 造铝的软钎焊丝。此轩剂无法用试剂直接配制，需 要用化学方法合成。流程并+复杂，也适合批量生产。可以先后将ZnO和SnO在聚内烯类容器中， 溶于过量但定量的氢氣酸中，然后用二乙醇胺中和 至pH =7得黏桐状混浊液，在不锈钢的锅中蒸发 至l80t脱水，得到透明的胶状液。冷却至70 ~ 80«C时分装到适当的容器中并密封保存，继续冷至室温而凝固成蜡状固体。1040W实际是ZnF2和 SnF2溶解在（CH2CH20n)2NH • HF中的一种蜡状 结晶，熔化温度为501。在潮湿空气中1040W易 吸水，吸水后熔化温度会随之降低。
表2-1U —些铝的有机软奸剂配方 Table 2-10 Some organic fluxes for aluminum soldering
序号 | 代号 | 成分（质最分数，《»> | 形态 | 熔化温度/弋 |
1 | QJ204(<I>59A) | 三乙醉胺（82. 5) ,Cd(BF4)2(10.0).Zn(BF4)2(2.5),NH4BF4(5.0) | 宰温为溶液 | 一 |
2 | 4>61A | 三乙醇胺（82) ,Zn(BF4)2(10) ,NH4BF4(8) | 室温为溶液 | — |
3 | 054A | 三乙醇胺（82) ,Cd(BF4)2(10) .NH4BF4(8) | 室温为溶液 | — |
4 | 1070X | 二乙醉胺（82.0) ,ZnF2(1.0) ,SnF2(9.0) ,NK,HF2(8.0) | 室温混浊液 | — |
5 | 1040W | ZnF2(3.5),SnF2(6.3)，二乙醇胺的氢氰黢 tt(90. 2> | 蜡状固体 | -50 |
6 | 1080W | ZnF2(2.5)，SnF2(26.3) , 二乙醉胺的氪氟酸盆（71.2〉 | 蜡状罔体 | —45 |
7 | 1140W | ZnF2(1.7),SnF2(6.3)，缓血酸铵的氢氟酸92.0) | 块状固体 | 175 |
8 | 1090X | 二乙酵胺（82.0) ,ZnCl2 (1.1) .Sna2 ( 8. 9 ) .NH4HF2 (8. 0) | 裔状体 | — |
表2-10中序号为7的1140W是用缓血酸铵 (化学名：三羟甲基氨基甲烷）取代二乙醇胺合成 的一款钎剂，合成途径与1040W完全相同。 1140W具有较卨的熔化温度（175^0)，外形是类 似松香的块状体，完全不吸湿，但在水中是可溶 的。用1140W和1040W按不同比例复配，可以得 到不同熔化温度的一系列钎剂。
增大上述钎剂中ZnF2和SnF2的含量，制成表 2-10中序号为6的1080W钎剂。此一钎剂可以用 于自钎，也可用于钎涂，钎焊时不需另加钎料，有 很好的效果。实际的例子可见本章的图2—38 ••图2- 40。
用乙二酵或一缩二乙二醉将1040W进行适当 稀释可以得到高质量、室温液态、不含水的铝轩剂。
最后，去中的序号8列出了一个最简易、最方 便的配方，但它却有足够的钎焊活性。它采用非常 通用而易购的ZnCl2和SnCl2为主耍原料，去膜剂 NH4HF2 (氟氢酸铵）也是易购的普通试剂。通常所 购的SnCl2为二水化合物SnCl2 • 2H20,它在 37. 熔化在自身的结晶水中，成为黄色的溶液， 加热到IOOT；时开始脱水，最后形成黄色的无水 SnCl2 (熔点2461)硬块。脱水过程应在瓷蒸发 皿中进行，应先加些NH4C1共热，可防止脱水时 SnCl2水解。配制钎剂时，可将表2-10中序号8的
四种组分称准后，放在研钵中研成稀糊后即可付渚 使用=由于这一钎剂含有大萤的Cl_，几个组分包 括二乙醇胺（或三乙醇胺）都严重吸水，因此焊 后的残渣必须仔细淸洗干净，以免铝母材受腐蚀。
