王博 龍偉民 鐘素娟

摘要：釬焊是制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，復(fù)合釬料是踐行釬焊綠色化、自動化的重要手段，與傳統(tǒng)釬料相比，復(fù)合釬料可實現(xiàn)釬劑定位—定溫—定時—定量精準反應(yīng)。綜述了國內(nèi)外釬料釬劑復(fù)合型釬料的分類和特點，分析了藥芯釬料、藥皮釬料、粉末合成釬料等的制備技術(shù)、成分設(shè)計和典型應(yīng)用，指出了目前研究的不足，并對復(fù)合釬料未來的發(fā)展方向提出了建議：借助材料基因組技術(shù)開發(fā)高活性低排放的低銀無鎘釬料，持續(xù)創(chuàng)新復(fù)合釬料加工制備技術(shù)如攪拌摩擦加工、電磁致塑技術(shù);加強質(zhì)量監(jiān)控、控形提性開發(fā)表面質(zhì)量優(yōu)良的連續(xù)型盤裝、桶裝藥芯復(fù)合釬料以替代傳統(tǒng)手工條狀釬料，加速我國釬焊自動化進程。

關(guān)鍵詞：復(fù)合釬料;藥芯釬料;藥皮釬料;粉末合成釬料

0? ? 前言

釬焊是制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，在國民經(jīng)濟重要行業(yè)和國防軍工、重大工程關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)釬焊工藝是將釬劑在釬焊前預(yù)涂覆在待釬焊部位，從而在釬焊過程中起到清除母材氧化膜、促進釬料潤濕等作用[1]，因此傳統(tǒng)釬焊過程中一般存在釬劑量無法精準控制、殘留釬劑過多、焊后需清理等問題，導(dǎo)致釬劑嚴重浪費且污染環(huán)境[2]，并影響焊件服役壽命。隨著我國高端裝備產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，傳統(tǒng)釬料存在的釬劑流失污染環(huán)境、釬料亂流威脅安全、料劑離散難以協(xié)同、要求多樣難以實現(xiàn)等問題，與釬焊綠色化、自動化發(fā)展的矛盾日益凸出。

釬焊材料綠色化已成為釬焊研究的長期熱點，隨著環(huán)保管控力度的加大，釬劑中的鹵素已經(jīng)成為釬焊綠色制造的主要問題，尤其是氯化物、氟化物在施焊時和焊后清理過程中，受熱分解釋放的煙氣會危害操作人員身體健康;釬劑反應(yīng)殘留物引發(fā)周圍物質(zhì)的腐蝕甚至腐爛;清洗焊縫后的廢水中含有鹵化物，進入水體造成環(huán)境污染。但就目前技術(shù)而言，鹵族元素在釬料使用過程中扮演了極為重要的角色，如何在不增加成本、不影響釬料使用性能的情況下，減少釬焊過程中鹵族元素使用，是釬焊材料領(lǐng)域研究的重要課題。

我國當前自動化釬焊用釬料市場大部分被比利時Umicore、美國Lucas、美國Harris等國外品牌占領(lǐng)，國產(chǎn)釬料市場份額隨著自動化釬焊的推廣應(yīng)用而不斷萎縮[3]。我國釬料生產(chǎn)企業(yè)眾多，但生產(chǎn)模式單一，國產(chǎn)釬料品質(zhì)無法滿足自動釬焊應(yīng)用的原因在于釬料生產(chǎn)工藝與裝備研發(fā)能力不足。隨著國內(nèi)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的不斷推進，自動化釬焊所需的釬料增長態(tài)勢迅猛，自動焊釬料取代傳統(tǒng)釬料勢在必行[4]。面對上述問題，開發(fā)滿足自動化制造的釬焊材料與技術(shù)迫在眉睫。

將釬料與釬劑融為一體，實現(xiàn)釬料釬劑定量、定比添加，是實現(xiàn)釬焊材料綠色化、自動化發(fā)展的必由之路。利用釬料將釬劑包裹可形成藥芯釬料（見圖1a），在釬料外表面涂覆釬劑可制備藥皮釬料（見圖1b），將釬料粉末與釬劑粉末混合可加工粉末合成釬料（見圖1c），上述三種釬料釬劑復(fù)合型綠色釬料體現(xiàn)了釬焊材料與技術(shù)的進步和發(fā)展趨勢[5]，可減少釬劑用量、降低污染[6]，在制冷、電力、工具、石油鉆頭、電機等自動化釬焊需求迫切的行業(yè)中極具應(yīng)用潛力。文中從結(jié)構(gòu)及制備技術(shù)、成分設(shè)計和典型應(yīng)用三個方面對不同種類中高溫復(fù)合型綠色釬料進行了綜述。

1 藥芯釬料研究現(xiàn)狀

1.1 藥芯釬料結(jié)構(gòu)及制備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

常見的藥芯釬料結(jié)構(gòu)形式主要包括無縫型和有縫型[5]，其中有縫型藥芯釬料細分為搭接縫[7]和對接縫兩種形式。從吸潮性、漏粉率角度比較，無縫釬料優(yōu)于搭接縫釬料，對接縫藥芯釬料最易吸潮、漏粉嚴重;從釬焊過程中釬劑飛濺角度分析，對接縫釬料優(yōu)于搭接縫釬料，無縫釬料極易發(fā)生飛濺。

有縫藥芯釬料的制備方法[8]主要有冷軋金屬帶法和盤圓法。冷軋金屬帶法是目前世界范圍內(nèi)普遍采用的藥芯釬料生產(chǎn)技術(shù)，分為連軋法和軋拔法，二者區(qū)別在于：連軋法所涉及的放線、U型加工、送粉、合口以及軋制減徑等工序都在同一條生產(chǎn)線上連續(xù)完成，因此連軋法工藝相對簡單，但對軋輥的材料品質(zhì)以及安裝精度要求極高;軋拔法中前道工序保持不變、后道減徑工序由軋制工藝改為拉拔工藝，前后工序分別在不同的機組（軋機、拉絲機）上完成，近年來隨著新型高速拉絲機、高晶金剛石拉絲模的出現(xiàn)，拉絲工藝變得愈加簡單，采用軋拔法可進一步提高藥芯釬料的生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量。鄭州機械研究所曾公開一種螺旋縫結(jié)構(gòu)藥芯銀釬料（如圖2所示）[9]及其制備方法（帶材卷制法）[10]，該釬料制備技術(shù)受大自然的啟迪，首先采用內(nèi)表面粗糙化處理的帶狀銀基釬料旋轉(zhuǎn)卷制成搭接縫的螺旋狀管狀結(jié)構(gòu)，卷制過程中向螺旋管內(nèi)加入釬劑，隨后采用拉拔或軋制的方法實現(xiàn)減徑從而制備出規(guī)定尺寸的藥芯釬料，該技術(shù)可高效便捷地添加釬劑，成本低，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，有利于自動化釬焊工藝的推廣應(yīng)用。北京有色金屬與稀土應(yīng)用研究所陳怡蘭與北京工業(yè)大學(xué)蔣建敏等人[11-12]采用軋拔法成功制備出了脆性較大的φ2.0 mm、Al-10Si-10Cu藥芯焊絲，上海龍爍焊材有限公司陸漢龍等人[13]則采用冷軋復(fù)合帶材（4045鋁合金/Cu/4045鋁合金）的方法制備釬料外皮替代傳統(tǒng)形式的合金外皮，解決了脆性藥芯釬料加工難度大的難題。盤圓法最早是由林肯公司開發(fā)用于藥芯焊絲的生產(chǎn)，該技術(shù)從盤圓截面正中向兩側(cè)劈展，U型加工工序的冷軋道次少、無需中間退火[8]，盡管存在上述優(yōu)點，然而從生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及質(zhì)量穩(wěn)定性等方面考慮，盤圓法并不太適合用于直徑較細的藥芯釬料生產(chǎn)，因此當前國內(nèi)外已較少采用該技術(shù)制備藥芯釬料。

無縫藥芯釬料的制造成本明顯高于有縫藥芯釬料，其制備技術(shù)主要包括鑄錠擠壓法和金屬管拔制法兩種。鄭州機械研究所龍偉民在2002年首創(chuàng)了無縫藥芯鋁釬料的同步層流擠壓制備技術(shù)[14]，通過集成復(fù)合鑄錠鑄造、同步擠壓、輥模拉拔等成形技術(shù)，實現(xiàn)無縫藥芯鋁釬料短流程高效制備，率先解決了釬劑潮解失效、釬料延期脆化的國際難題，達到了釬劑定位—定溫—定時—定量精準反應(yīng)并高效利用（如圖3所示），該技術(shù)的關(guān)鍵點及難點在于活性釬劑的前處理和復(fù)合添加。李國贛[15]采用鑄錠擠壓法制備了一種無縫銀基藥芯釬料，其中釬劑的添加方式為：首先將釬劑粉末放入釬劑罐中升溫成液態(tài)后備用;隨后等空心釬料錠擠壓成型，將特制釬劑罐的進氣閥打開并加壓，罐中液態(tài)釬劑被壓入空心釬料錠中直至冷卻凝固。金屬管拔制法一般是借助機械振動的方法將混勻的藥芯粉末填充進入釬料管中，然后對釬料管封口，后續(xù)壓延加工制備成品釬料，該技術(shù)生產(chǎn)效率不高、藥粉填充量不穩(wěn)定，發(fā)展受限。上海斯米克威爾柯焊材有限公司高鳳洲、高興龍[16]曾公開一種金屬管拔制法制備的無縫藥芯鋁釬料，其關(guān)鍵步驟如下：首先擠壓、拉拔制備外徑12 mm、內(nèi)部中空的鋁合金坯管，然后采用振動法將配制好的釬劑粉料填入鋁合金無縫管坯料中，最后把裝完粉料的鋁管兩端進行封口，后續(xù)依次經(jīng)歷軋制、拉拔、層繞等工藝得到φ2.4 mm的無縫鋁釬料絲。在線焊合法（金屬帶合口處采用特種焊機如高頻焊、激光焊或脈沖氬弧焊焊合縫隙）[8，17-18]是無縫型碳鋼、不銹鋼藥芯焊絲制備常用的一種技術(shù)，該技術(shù)并未在藥芯釬料中推廣應(yīng)用，原因歸納如下：焊合損耗大，薄壁有色合金釬料的焊合性不好，高溫焊接會導(dǎo)致釬劑熔化分解，焊合的管徑大、藥芯釬料后續(xù)加工難度大。

1.2 藥芯釬料成分設(shè)計與應(yīng)用現(xiàn)狀

藥芯釬料根據(jù)金屬外皮的不同主要分為藥芯鋁釬料[19]、藥芯銅釬料、藥芯銀釬料。目前，針對這三類藥芯釬料成分設(shè)計方面的研究主要集中在：（1）金屬外皮合金化改善釬料性能和組織，如近年來發(fā)展起來的外層鍍覆合金釬料[20]，即采用原位合成法[21-23]在基體金屬或合金表面制備鍍層，從而解決壓延加工難度較大的脆性復(fù)合釬料制備難題。（2）釬劑藥芯添加金屬粉改善藥芯釬料釬焊性能[24-26]，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)馮吉才等人[24]發(fā)明了一種鋁/鋼熔釬焊用自釬劑藥芯焊絲，藥芯主要由Al-Si合金粉、Sn粉、Ti粉、Ni粉、Zn粉、Ag粉、稀土、氟鋁酸鹽等組成，該藥芯焊絲適合MIG、TIG熔釬焊及各種熱源電弧復(fù)合焊接;筆者曾公開一種金屬顆粒增強藥芯鋁釬料，采用Al-Si、Cu-Si、Al-Cu中間合金與氟鋁酸鉀等物質(zhì)混合制備藥芯釬劑，該釬料保證了加工性能，改善了釬料流動性和潤濕性，降低了韌脆轉(zhuǎn)變溫度和裂紋敏感性，提高了焊縫的低溫沖擊韌性和釬縫強度;此外，筆者近期的研究結(jié)果（專利已申請）表明，在藥芯中直接添加鋁、硅粉，釬焊過程實現(xiàn)脫氧去膜、反應(yīng)生熱、凈化強化釬縫;在藥芯中添加鎵、硼粉，釬焊冶金過程活化賦能、降低熔池表面張力，提高釬料流動性;在藥芯中添加微、納級高熔點金屬，釬料凝固過程彌散強化、抑制偏析，提高釬縫強韌性、耐蝕性和抗疲勞能力。

1.2.1 藥芯鋁釬料

鋁釬料主要用于鋁/鋁或鋁/異種金屬材料的釬焊。鄭州機械研究所龍偉民于2002年首次對藥芯鋁釬料的成分設(shè)計、制備方法和應(yīng)用等進行了系統(tǒng)闡述，隨后行業(yè)內(nèi)開始大量出現(xiàn)與藥芯鋁釬料相關(guān)的論文和專利。目前常用的藥芯鋁釬料主要有Al-Si系和Zn-Al系兩大類。通過向Al-Si合金中添加不同的合金元素（如Cu、Mn、Zn、Ag、Ni等）可以制備不同的藥芯Al-Si釬料[5]。鄭州機械研究所[25]曾開發(fā)了一種金屬顆粒增強藥芯鋁焊絲，該焊絲本體由Al-Si合金外皮和填壓其內(nèi)的藥芯粉組成，具有較薄外皮且較細的焊絲本體。

在藥芯Al-Si釬料的應(yīng)用上，周利等人[27]采用Al-12Si藥芯釬料熔釬焊5052-H32鋁合金和H62-Y2黃銅獲得了成型相對較好的TIG接頭;Li等人[28]采用Al-12Si藥芯釬料激光釬焊2 mm厚6061-T6鋁合金和DP590鋼，釬焊前DP590鋼側(cè)有三種坡口形式：方型、半Y型和半V型，試驗結(jié)果表明，半V型坡口接頭沿界面厚度方向的溫度梯度最小，金屬間化合物厚度變化不大，接頭抗拉強度最高。

與Al-Si釬料應(yīng)用領(lǐng)域不同，Zn-Al釬料主要用于制冷、電力電器中的Cu/Al、鋼/Al異種金屬的火焰釬焊、電阻釬焊和爐中釬焊，尤其適于非氧乙炔火焰釬焊[19]。Zn-Al釬料主要通過添加Ag[29]、Al[30]、Si[31]、Zr[32]、稀土[33]等元素進行改性，此外，為延緩或抑制Zn-Al釬料脆化的發(fā)生，還可以添加少量的Mg、Be元素，不但可以改善釬料的抗晶間腐蝕能力[34]，還能提高釬料的潔凈度，保證了釬焊接頭的質(zhì)量和可靠性。

1.2.2 藥芯銅釬料

可用于制備藥芯釬料、比較有應(yīng)用前景的銅釬料是黃銅釬料和銅基高溫釬料。鄭州機械研究所曾公開一種自帶還原劑、助流劑的黃銅藥芯釬料[35]，該釬料外皮為螺旋搭接縫管狀結(jié)構(gòu)，在釬料管內(nèi)包裹有添加了Sn、Ni、Si等元素的焊絲和由銅釬劑、還原劑和助流劑配制而成的藥芯，當黃銅釬料外皮中合金元素含量較低時仍能保證釬料具有優(yōu)良的加工性能和良好的潤濕性和流動性。銅磷釬料的塑性較差，絲材較難加工成型，鄭州機械研究所鐘素娟等人[36]采用紫銅管包覆添加Cu-15P中間合金粉、Ag粉、Sn粉、釬劑粉的復(fù)合藥芯的方法解決了黃銅釬焊時流鋪性差、釬縫強度低的問題，克服了傳統(tǒng)制備技術(shù)中高磷銅磷錫釬料絲難加工的難題。此外，杭州華光焊接新材料股份有限公司曾公開與帶芯藥芯銅釬料相關(guān)的三個發(fā)明專利[37-39]，形態(tài)包括帶芯藥芯銅焊環(huán)和銅焊絲，芯部填充芯絲一方面可適當降低外皮的厚度、有利于加工成型，另一方面可適當提高釬劑的流動性、有利于釬料鋪展?jié)櫇瘛?/p>

1.2.3 藥芯銀釬料

銀釬料具有潤濕性、耐腐蝕性能優(yōu)良等特點，是應(yīng)用最廣的一類硬釬料。由于可加工性的差異，藥芯銀釬料的研發(fā)一直滯后于藥芯鋁釬料，隨著我國裝備制造業(yè)的不斷轉(zhuǎn)型升級，現(xiàn)階段藥芯銀釬料已經(jīng)朝著低成本（降銀）[40-41]、高質(zhì)量、自動化的方向迅猛發(fā)展。當前藥芯銀釬料的形態(tài)除了常規(guī)的圓形截面釬料[42]，還包括橫截面呈C形空心圓柱體結(jié)構(gòu)的半封閉藥芯銀釬料[43]，可連續(xù)拉拔的截面呈橢圓形的無縫藥芯銀釬料[44]等。

在藥芯銀釬料改性方面，可在藥芯釬劑中以中間合金形式添加Sn、Ni、Si等增韌金屬元素從而提高藥芯銀釬料的釬焊性能[5，45]。Belohlav等人[46]曾公開了一種含2 wt.% Ni元素的30Ag藥芯銀釬料，他們的研究結(jié)果表明添加Ni元素可以提高界面的抗腐蝕能力，改善釬料在黑色金屬和有色金屬表面的潤濕性并提高釬縫強度。南京航空航天大學(xué)薛松柏團隊[8]制備了含Ni的BAg30CuZn藥芯釬料，發(fā)現(xiàn)當添加Ni元素質(zhì)量分數(shù)不小于2.5%時，釬料無需進行熱處理，可直接連續(xù)冷軋制備，該團隊還采用復(fù)合添加稀土Ce和Ga元素的方法制備了低Ag且性能優(yōu)異的17AgCuZnSn釬料，為低Ag藥芯釬料的開發(fā)提供了數(shù)據(jù)支撐[47]。

目前在應(yīng)用方面，藥芯銀釬料替代實心銀釬料的可行性已在十幾家企業(yè)得到驗證，主要用于制冷行業(yè)管路的釬焊[10]。如針對制冷、軌道交通等管路件對于自動釬焊的迫切要求，鄭州機械研究所開發(fā)了BAg30CuZnSn藥芯釬料，適配自動送絲感應(yīng)釬焊技術(shù)和自動套環(huán)焊接技術(shù)，藥芯/實心釬料焊接效果對比如圖4所示，可以看出，采用藥芯釬料釬焊的接頭，焊縫圓滑、無冗余，采用實心釬料，焊縫釬料冗余嚴重。經(jīng)海爾生產(chǎn)制造現(xiàn)場驗證，以每500臺冰箱焊接數(shù)據(jù)為1組，取5組數(shù)據(jù)平均值，傳統(tǒng)實心銀釬料單個焊點焊料維護用量平均0.5 g/點，采用復(fù)合釬料后，單點焊料用量平均降至0.35 g/點，復(fù)合釬料較傳統(tǒng)實心銀釬料節(jié)材達30%。

2 藥皮釬料研究現(xiàn)狀

2.1 藥皮釬料概述

隨著釬焊技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸拓展，釬料結(jié)構(gòu)也日益多樣化。預(yù)成型釬料適應(yīng)生產(chǎn)自動化、智能化的發(fā)展趨勢，越來越受到市場的認可，在預(yù)成型釬料表面涂覆一層釬劑作成藥皮釬料，成為了減排型釬料制備的另一種技術(shù)選擇。藥皮釬料常以預(yù)成型形態(tài)出現(xiàn)，包括條狀、環(huán)形、方形、梯形、扇形、弧形等，其中尤以環(huán)形最為常見。市面上常規(guī)藥皮釬焊焊條的藥皮采用壓涂法制備，藥皮層主要包括粘結(jié)劑、增塑劑和釬劑等，粘結(jié)劑的研制是藥皮釬料制備的關(guān)鍵工序和難點。粘結(jié)劑主要分為有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)劑，有機粘結(jié)劑大多污染環(huán)境、損害人體健康，而常規(guī)的藥皮焊條中大多采用有機粘結(jié)劑[48]，如美國盧卡斯公司為了將溶液狀的釬劑牢牢涂覆在釬料表面，大量使用有機粘結(jié)劑，釬焊過程中有機粘結(jié)劑受熱分解、碳化，產(chǎn)生大量有害氣體，嚴重污染環(huán)境。鄭州機械研究所一直是國內(nèi)綠色環(huán)保藥芯、藥皮釬料研制的引領(lǐng)者，到目前為止已經(jīng)開發(fā)出多種不含有機粘結(jié)劑的藥皮釬料環(huán)[49-50]，如圖5所示，一方面減輕了釬焊過程的勞動強度，另一方面減少了環(huán)境污染。

2.2 藥皮釬料制備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

藥皮釬料環(huán)的制備工藝流程如圖6所示，標紅星的藥皮涂覆工藝是藥皮釬料制備的關(guān)鍵工序[48]。藥皮釬料環(huán)的涂覆技術(shù)主要有浸涂法、熔融附著法、高壓無氣噴涂法、空氣噴涂法以及轉(zhuǎn)鼓涂覆法[51]。浸涂法是直接將釬料浸入藥皮膏的涂覆方法。熔融附著法是加熱粉狀的釬劑從而使其可以牢牢附著在金屬釬料上成為藥皮。與空氣噴涂法相比，高壓無氣噴涂法具有更高的涂覆效率和膏狀釬料利用率，可以快速獲得厚而致密的藥皮層。轉(zhuǎn)鼓涂覆法和高壓無氣噴涂法一樣，都屬于高品質(zhì)藥皮釬料較為成熟的涂覆方法，二者相比，轉(zhuǎn)鼓涂覆法成本高，需要使用專用的設(shè)備;高壓無氣噴涂法可在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上進行改造，適用性強，成本較低，應(yīng)用前景廣闊，如鄭州機械研究所采用高壓無氣噴涂法制備的新型環(huán)保藥皮釬料環(huán)[52-53]，其釬焊性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，價格也極具競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品一經(jīng)問世便備受青睞，已在海爾等眾多家電企業(yè)推廣應(yīng)用。

2.3 藥皮釬料應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來管路自動火焰釬焊技術(shù)（見圖7）得到快速發(fā)展，該技術(shù)通過機械程序設(shè)定，模擬并優(yōu)化手工焊接的動作，具有生產(chǎn)節(jié)拍與質(zhì)量穩(wěn)定、成本節(jié)約的優(yōu)點。對于空調(diào)管路，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周圍分布有精密閥體、電線、隔音棉、銘牌條碼等，火焰釬焊不太適用，此時需要采用高頻釬焊解決這一難題。與火焰釬焊相比，感應(yīng)釬焊的能量利用率更高并且加熱迅速，具有能耗低、污染少、釬焊接頭熱影響區(qū)小等優(yōu)點。鄭州機械研究所開發(fā)的多圈藥皮釬料環(huán)[54]（見圖8）應(yīng)用于空調(diào)分液器管路焊接中，多圈藥皮釬料環(huán)能夠增大釬料環(huán)與待焊工件的接觸面積，提高相同溫度下熱量的傳導(dǎo)速度，避免待焊工件產(chǎn)生過熱或過燒的隱患;與實心釬料相比，可降低釬劑的使用量，節(jié)約環(huán)保，配合自動化釬焊技術(shù)可實現(xiàn)釬料、釬劑的自動、定量、精確添加，避免了釬劑過量使用造成的浪費，顯著減輕了環(huán)境污染，保證焊接的一致性和接頭質(zhì)量的穩(wěn)定性，避免了依賴操作員的水平。由圖8可知，藥皮釬料環(huán)熔化-填縫-凝固成形良好。當前鄭州機械研究所開發(fā)的藥皮釬料環(huán)已在制冷行業(yè)多條生產(chǎn)線上進行了批量應(yīng)用，并推廣應(yīng)用于汽車、工具等行業(yè)。制冷行業(yè)中的冰箱、冷柜、空調(diào)等家電以及制冷配件（四通閥、截止閥等）主要使用藥皮無鎘銀釬料環(huán)和藥皮銅磷釬料環(huán)，在海爾、海信、美的、格力、TCL、美菱、新飛、三花、盾安等國內(nèi)制冷行業(yè)進行了多年穩(wěn)定應(yīng)用。

3 粉末合成釬料研究現(xiàn)狀

釬料釬劑復(fù)合型釬料除常見的藥芯、藥皮釬料，還包括粉末合成復(fù)合釬料。山東煙臺市固光焊接材料有限責任公司[55]曾公開一種低溫銅鋁釬料的制備方法，將Al、Cu、Si組成的不同組合物按比例混合，然后加入中溫無腐蝕鋁釬劑粉末，經(jīng)若干小時球磨后在300噸壓機中擠壓成形，擠壓過程溫度控制在200～350 ℃，保護氣體采用CO2或N2。

鄭州機械研究所李秀朋等人[56]開發(fā)出一種粉末壓制燒結(jié)成型釬料，該釬料是將粉狀釬料與釬劑混合均勻后，再經(jīng)壓制燒結(jié)成特定形狀的釬料，具體制備工藝流程如圖9所示。首先除去Nocolok釬劑和Al-12Si釬料粉末中的水蒸氣，將釬劑與釬料粉末進行烘干（100 ℃、1 h），其次將15 wt.%的釬劑與85 wt.%的釬料在KQM-X4C/B型行星式四頭快速球磨機進行混合與研磨。隨后釬劑、釬料混合粉末通過裝粉靴裝入壓制模具型腔內(nèi)，上壓頭往復(fù)運動并帶動凸模壓實混合粉、排除型腔中的氣體，重復(fù)上述操作直到得到所需厚度的鋁焊環(huán)，最后在一定壓力下快速加熱到一定溫度下燒結(jié)一段時間，并通過頂出機構(gòu)頂出所需規(guī)格的自釬劑鋁焊環(huán)。

李秀朋等人[57-59]還系統(tǒng)研究了熱壓燒結(jié)壓力、溫度、時間等參數(shù)對粉末合成釬料顯微組織、潤濕性、釬縫性能等的影響，揭示了釬料環(huán)熱壓燒結(jié)機理，解決了傳統(tǒng)擠壓釬料環(huán)韌性低、氣孔多的問題;在優(yōu)化的工藝下所制備的釬料環(huán)對LF21鋁合金潤濕良好，釬焊接頭抗拉強度約為60 MPa，滿足防銹鋁、純鋁等鋁合金工件的使用要求。

4 結(jié)論與展望

釬料釬劑復(fù)合型釬料是踐行釬焊綠色化、自動化的重要手段，國產(chǎn)高端的綠色釬焊材料市場占有率低，現(xiàn)階段復(fù)合釬料領(lǐng)域還存在自動化釬焊裝備缺失、釬焊材料與制造裝備不匹配、成果轉(zhuǎn)化滯后等難題，這嚴重制約了復(fù)合釬料的應(yīng)用推廣，不僅需要開發(fā)新成分釬料，相應(yīng)的加工制造技術(shù)也亟待提高。

近十年來，我國科研院所、企業(yè)與高校長期致力于綠色環(huán)保高效釬焊材料研制與應(yīng)用研究，持續(xù)推動綠色釬焊技術(shù)的發(fā)展，先后發(fā)明了藥芯釬料、藥皮釬料和粉末合成釬料，原創(chuàng)顆粒增強、表面活化、先導(dǎo)潤濕等系列技術(shù)，實現(xiàn)復(fù)合釬料“ 理論、材料、工藝、制備、應(yīng)用 ”等系列創(chuàng)新，契合我國制造業(yè)當前發(fā)展趨勢和市場需求。

通過綜述國際國內(nèi)復(fù)合釬料的發(fā)展史，結(jié)合市場日益嚴苛的釬焊連接需求，展望未來復(fù)合釬料的研發(fā)重點：科學(xué)使用材料基因組技術(shù)[60]設(shè)計釬料成分，開發(fā)高活性低排放的低銀無鎘釬料;持續(xù)創(chuàng)新復(fù)合釬料加工制備技術(shù)，如采用攪拌摩擦加工技術(shù)、電磁致塑技術(shù)開創(chuàng)新型粉末釬料成形技術(shù);控形提性開發(fā)表面質(zhì)量優(yōu)良的連續(xù)型盤裝、桶裝藥芯復(fù)合釬料以替代傳統(tǒng)手工條狀釬料，加速我國自動化、智能化釬焊[61]進程。

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