[发明专利]具有改良的耐腐蚀性能的钎焊预焊剂涂料

说明书

本发明涉及用于通过钎焊制造部件、特别是用于制造铝部件的换热器的具有改良耐腐蚀性能的预焊剂涂料，所述涂料包括一种或多种焊剂和填充材料。

换热器可以被机械组装或者可以将它们钎焊。目前以所谓的CAB工艺(其表示受控气氛钎焊)钎焊铝换热器。其被称为受控气氛是因为钎焊发生在惰性气体的保护下。该气体通常为氮气。已知的预焊剂涂料是焊剂和填充材料的组合。需要焊剂来清洁铝零件的表面以去除氧化物，并且需要填充材料以实现金属键合。

由于在炉气氛(用于控制工艺的关键工艺参数)中氧几乎被排除，因此能够使用较低侵蚀性类型的焊剂。较老的钎焊技术使用腐蚀性的焊剂，并且需要钎焊后清洁处理以除去腐蚀性焊剂残留物。如果不去除，则在该区域可能发生早期腐蚀。较低侵蚀性焊剂(所谓的非腐蚀性焊剂)主要包含铝氟化物，例如氟化铝钾。所需的填充金属通常是来自AA4xxx系列(含硅)的低熔点铝合金。

如上所述，铝换热器通常用于汽车应用。这样的换热器通常用于空调系统、发动机冷却系统、机油冷却系统以及汽车发动机涡轮增压器系统。

除了汽车应用之外，铝换热器目前以日益增加的程度被用于非汽车应用，例如工业和住宅应用，用以执行类似于汽车应用中的功能。

利用受控气氛钎焊工艺钎焊换热器在很大程度上依赖于下述：

·焊剂(通常为氟化铝钾)

·填料(通常来自AA4xxx系列)

·保护气氛(通常为氮气)的性质，和

·熔化填充材料以实现金属键合所要求的高温。

根据待钎焊的换热器的类型/尺寸、以及所用的填充金属和焊剂化合物的类型，来调节工艺参数。

用于在换热器中产生金属键合的常见措施是通过使待连接的两个部件中的一个被AA4xxx系列包覆(例如包覆的翅片和非包覆的管)。(如上所述的)焊剂的一般应用是在钎焊之前施加到整个换热器组件。

新型的钎焊涂料不需要使部件之一由包覆材料(AlSi材料)制成。这些类型的涂料类型被称为Silflux^TM(由Solvay公司制造)和(由本申请人推出)。

对于钎焊铝部件的腐蚀防护，可使用保护层。保护层通常具有以下两种类型：

·钝化

·牺牲

牺牲层是比芯部材料惰性小的层。当暴露于侵蚀性环境时，将导致侧向腐蚀。铝上的典型牺牲层是锌层施加。可通过锌电弧喷镀将这个锌层施加到铝表面。通常在挤压过程期间在生产线内(inline)将金属锌施加到产品例如多端口管(MPE)表面。全腐蚀保护发生在管材已通过钎焊循环并且在管内形成锌扩散梯度之后。

作为上面提到的锌电弧喷镀向铝部件表面施加锌的替代，目前的主要兴趣在于在铝表面上使用反应性Zn焊剂。包含反应性Zn焊剂的涂覆产品提供用于钎焊的焊剂以及用于腐蚀防护的向管中的Zn扩散梯度。Zn焊剂是所谓的反应性焊剂，源自氟锌酸钾类型，在钎焊循环期间生成钎焊焊剂和金属锌。金属锌在铝管内形成Zn梯度作为牺牲层。

另一方面，钝化层是化学钝性(惰性)并且覆盖表面的涂层。

从WO2011/011251先前知晓一种处理铝制品的方法，其中将焊剂施加到铝制品的外表面以改善它们的耐受性(resistance)和减少腐蚀。制品的外表面初始被钎焊，然后阳极化以形成氧化层，其中该氧化层的一部分形成于焊剂和铝制品外表面之间。

在申请人先前的挪威专利申请第20101172号中，发明人通过向用于换热器的Al管的焊剂涂料中引入含Li焊剂进一步改进了本申请人的涂覆产品，因为这种焊剂在钎焊之后在产品的表面上提供焊剂残留物，该焊剂残留物表现出有限的水溶性，并因此具有降低的来自溶解氟化物对铝表面的侵蚀。

关于工业应用(HVAC&R)的情形是不同的。换热器的尺寸不同(大得多)，具有更长的使用寿命并且需要承受不同的条件。一个实例是它们暴露于高pH或低pH的条件。

还已知的是残留焊剂层与裸露的Al部件相比改善了耐腐蚀性能。这是由于焊剂残留物的低水溶性。在汽车应用中的条件下发生极低的焊剂残留物溶解。非汽车应用中的与水暴露是不同的。铝零件暴露于变化的条件(干燥、潮湿、低pH/高pH)。

本发明是基于提供陶瓷层的原理，该陶瓷层在钎焊循环期间产生并且对于抵抗静水影响的更好耐腐蚀性是有益的。

因此，利用本发明获得的主要优势，特别是关于非汽车应用的优势是例如：

-节约投资

-提高的生产率

-较低的能量使用

-改善的品质

-重量减轻

本发明的特征在于由所附独立权利要求1限定的特征。