一种锌基软钎焊料的制备系统及方法技术领域
本发明涉及一种钎焊料，具体涉及一种锌基软钎焊料的制备系统及方法。属于有
色金属材料加工技术领域。
背景技术
热镀锌是钢结构防腐的常见手段，锌是钢铁构件最为常用的保护涂层，其具有良
好的耐蚀性能和对钢的阴极保护作用。热镀锌具有工艺简单和价格低廉等特点，被广泛应
用于涉及钢结构防腐的各个领域。
但是，在热镀锌过程中不可避免的会出现漏镀的情况，另外，在产品的运输和安装
过程中也会因为磕碰导致镀锌层的脱落。按照GB/T 13912-2002的相关规定，可以采用热喷
涂锌、涂覆富锌涂料以及融敷锌合金(锌基焊料)的方法对镀锌层进行修复。
所采用的锌基焊料有严格的要求，首先焊料熔点应当低于400℃，否则会对周围的
镀锌层造成破坏；其次，焊料中应当有尽可能多的锌，以保证对基材的阴极保护作用。但遗
憾的是，目前市场上的焊料很难满足以上要求。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种锌基软钎焊料的制备系
统。
本发明还提供了上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉、电弧炉、切削机和高
能球磨机。
优选的，所述高能球磨机与筛分机连接。
进一步优选的，所述筛分机与酸洗池连接。
更进一步优选的，所述酸洗池的上方设有若干个喷淋头，所述喷淋头与酸溶液储
罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉中，加热至450～470℃，保温8～10分钟，使其完全融
化，使锌液表面隔绝空气；
(2)升温至620～660℃，加入铝块和磷化锡，搅拌30～45分钟；
(3)转移至电弧炉熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机进行切削，再在高能球磨
机中进行研磨，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.2～0.3：0.1～0.2。
优选的，步骤(3)研磨处理之后还进行筛分和酸洗处理。
进一步优选的，酸洗处理步骤所使用的酸溶液是由质量比为1：2～3：78～92的HF、
HNO3和H2O组成的。
本发明的有益效果：
本发明的锌基软钎焊料，以锌为主体，保证了钎焊料中的锌含量，同时添加了铝和
磷化锡，其中的磷与铝重新形成共晶，所得钎焊料的熔点相对下降，降至400℃以下。
经测试，本发明的锌基软钎焊料，润湿、铺展性能良好，流动性好，填缝能力强，对
基体无融蚀。本发明的钎焊料蒸汽压低，能在可靠阴性环境中使用。本发明的钎焊料熔点
低，使用时不会对周围的镀锌层造成破坏。
附图说明
图1是本发明的制备系统的结构示意图；
其中，1为坩埚电阻炉，2为电弧炉，3为切削机，4为高能球磨机，5为筛分机，6为酸
洗池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅
是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
如图1所示，一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉1、电弧炉
2、切削机3和高能球磨机4；高能球磨机4与筛分机5连接，筛分机5与酸洗池6连接。酸洗池6
的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与酸溶液储罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉1中，加热至450℃，保温8分钟，使其完全融化，使锌液
表面隔绝空气；
(2)升温至620℃，加入铝块和磷化锡，搅拌30分钟；
(3)转移至电弧炉2熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机3进行切削，再在高能球
磨机4中进行研磨，筛分和酸洗处理，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.2：0.1。酸洗处理步骤所使用的酸溶液
是由质量比为1：2：78的HF、HNO3和H2O组成的。
实施例2：
如图1所示，一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉1、电弧炉
2、切削机3和高能球磨机4；高能球磨机4与筛分机5连接，筛分机5与酸洗池6连接。酸洗池6
的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与酸溶液储罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉1中，加热至470℃，保温10分钟，使其完全融化，使锌液
表面隔绝空气；
(2)升温至660℃，加入铝块和磷化锡，搅拌45分钟；
(3)转移至电弧炉2熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机3进行切削，再在高能球
磨机4中进行研磨，筛分和酸洗处理，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.3：0.2。酸洗处理步骤所使用的酸溶液
是由质量比为1：3：92的HF、HNO3和H2O组成的。
实施例3：
如图1所示，一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉1、电弧炉
2、切削机3和高能球磨机4；高能球磨机4与筛分机5连接，筛分机5与酸洗池6连接。酸洗池6
的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与酸溶液储罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉1中，加热至450℃，保温10分钟，使其完全融化，使锌液
表面隔绝空气；
(2)升温至620℃，加入铝块和磷化锡，搅拌45分钟；
(3)转移至电弧炉2熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机3进行切削，再在高能球
磨机4中进行研磨，筛分和酸洗处理，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.2：0.2。酸洗处理步骤所使用的酸溶液
是由质量比为1：2：92的HF、HNO3和H2O组成的。
实施例4：
如图1所示，一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉1、电弧炉
2、切削机3和高能球磨机4；高能球磨机4与筛分机5连接，筛分机5与酸洗池6连接。酸洗池6
的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与酸溶液储罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉1中，加热至470℃，保温8分钟，使其完全融化，使锌液
表面隔绝空气；
(2)升温至660℃，加入铝块和磷化锡，搅拌30分钟；
(3)转移至电弧炉2熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机3进行切削，再在高能球
磨机4中进行研磨，筛分和酸洗处理，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.3：0.1。酸洗处理步骤所使用的酸溶液
是由质量比为1：3：78的HF、HNO3和H2O组成的。
实施例5：
如图1所示，一种锌基软钎焊料的制备系统，包括依次连接的坩埚电阻炉1、电弧炉
2、切削机3和高能球磨机4；高能球磨机4与筛分机5连接，筛分机5与酸洗池6连接。酸洗池6
的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与酸溶液储罐连接。
上述制备系统对应的一种锌基软钎焊料的制备方法，包括步骤：
(1)将锌块加入坩埚电阻炉1中，加热至460℃，保温9分钟，使其完全融化，使锌液
表面隔绝空气；
(2)升温至650℃，加入铝块和磷化锡，搅拌40分钟；
(3)转移至电弧炉2熔炼，得到合金铸锭，然后利用切削机3进行切削，再在高能球
磨机4中进行研磨，筛分和酸洗处理，即得；
其中，锌块、铝块和磷化锡的质量比为1：0.25：0.15。酸洗处理步骤所使用的酸溶
液是由质量比为1：2.5：85的HF、HNO3和H2O组成的。
试验例
将实施例1～5所得钎焊料在真空钎焊炉中进行钎料的焊接工艺试验，测试在基体
金属(锌)上的润湿、铺展性能(熔化后焊料的铺展面积，润湿角)，对基体有无融蚀，在1000
～1200℃真空条件下的蒸汽压，结果见表1。
表1.焊接工艺试验结果
铺展面积(mm2)
润湿角(°)
蒸汽压(Pa)
有无融蚀
|
实施例1
400
＜5
不高于1×10-5
无
实施例2
405
＜5
不高于1×10-5
无
实施例3
408
＜5
不高于1×10-5
无
实施例4
410
＜5
不高于1×10-5
无
实施例5
418
＜5
不高于1×10-5
无
从表1可以看出，本发明的锌基软钎焊料，润湿、铺展性能良好，流动性好，填缝能
力强，对基体无融蚀。本发明的钎焊料蒸汽压低，能在可靠阴性环境中使用。
对实施例1～5所得钎焊料的固相线温度和液相线温度进行了检测，结果见表2。
表2.固相线温度和液相线温度数据
固相线温度(℃)
液相线温度(℃)
|
实施例1
182.3
330.8
实施例2
182.2
330.8
实施例3
181.2
329.5
实施例4
181.2
329.4
实施例5
180.1
328.1
由表2可知，本发明的钎焊料熔点低，使用时不会对周围的镀锌层造成破坏。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范
围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做
出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。