Кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий

1. Қобилияти часпидан

Хусусияти кафшеркунии алюминий ва хӯлаҳои алюминий суст аст, асосан аз он сабаб, ки тоза кардани плёнкаи оксид дар рӯи он душвор аст. Алюминий ба оксиген майли зиёд дорад. Дар рӯи он ба осонӣ плёнкаи оксидии зич, устувор ва нуқтаи баланди обшавӣ Al2O3 ба вуҷуд меояд. Дар айни замон, хӯлаҳои алюминий, ки дорои магний мебошанд, инчунин плёнкаи оксидии хеле устувор MgO-ро ба вуҷуд меоранд. Онҳо ба тар шудан ва паҳншавии кафшер монеъи ҷиддӣ мешаванд. Ва тоза карданаш душвор аст. Ҳангоми кафшеркунӣ, раванди кафшеркунӣ танҳо бо флюси мувофиқ анҷом дода мешавад.

Дуюм, кори кафшери алюминий ва хӯлаи алюминий душвор аст. Нуқтаи обшавии алюминий ва хӯлаи алюминий аз нуқтаи обшавии металли пуркунандаи кафшери истифодашуда чандон фарқ надорад. Диапазони ҳарорати ихтиёрӣ барои кафшер хеле танг аст. Каме нодуруст идора кардани ҳарорат метавонад боиси аз ҳад зиёд гарм шудан ё ҳатто об шудани металли асосӣ гардад, ки раванди кафшерро душвор мегардонад. Баъзе хӯлаҳои алюминий, ки бо коркарди гармӣ мустаҳкам карда шудаанд, инчунин боиси падидаҳои нармшавӣ, ба монанди пиршавии аз ҳад зиёд ё тафсондан аз сабаби гармшавии кафшер мешаванд, ки хосиятҳои пайвандҳои кафшершударо коҳиш медиҳанд. Ҳангоми кафшери аланга, муайян кардани ҳарорат душвор аст, зеро ранги хӯлаи алюминий ҳангоми гармкунӣ тағйир намеёбад, ки ин инчунин талаботро барои сатҳи кори оператор зиёд мекунад.

Ғайр аз ин, муқовимати зангзании пайвандҳои кафшершудаи алюминий ва хӯлаи алюминий аз металлҳои пуркунанда ва флюсҳо ба осонӣ таъсир мерасонад. Потенсиали электродии алюминий ва хӯлаи алюминий аз потенсиали кафшер хеле фарқ мекунад, ки муқовимати зангзании пайвандро, махсусан барои пайванди кафшери нарм, коҳиш медиҳад. Илова бар ин, аксари флюсҳое, ки дар кафшер кардани алюминий ва хӯлаҳои алюминий истифода мешаванд, зангзании қавӣ доранд. Ҳатто агар онҳо пас аз кафшер тоза карда шаванд ҳам, таъсири флюсҳо ба муқовимати зангзании пайвандҳо пурра бартараф карда намешавад.

2. Маводи кафшерӣ

(1) Кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий усули кам истифодашаванда аст, зеро таркиб ва потенсиали электродии металли пуркунандаи кафшер ва металли асосӣ хеле фарқ мекунанд, ки ба осонӣ боиси зангзании электрохимиявии пайванд мегардад. Кафшери нарм асосан кафшери руҳӣ ва кафшери сурби қалъагиро истифода мебарад, ки онҳоро мувофиқи диапазони ҳарорат ба кафшери ҳарорати паст (150 ~ 260 ℃), кафшери ҳарорати миёна (260 ~ 370 ℃) ва кафшери ҳарорати баланд (370 ~ 430 ℃) тақсим кардан мумкин аст. Вақте ки кафшери сурби қалъагӣ истифода мешавад ва мис ё никел барои кафшер дар сатҳи алюминий пешакӣ пӯшонида мешавад, зангзанӣ дар сатҳи пайванд пешгирӣ карда мешавад, то муқовимати зангзании пайванд беҳтар карда шавад.

Кафшеркунии алюминий ва хӯлаҳои алюминий ба таври васеъ истифода мешавад, ба монанди роҳнамои филтр, бухоркунанда, радиатор ва дигар ҷузъҳо. Барои кафшеркунии алюминий ва хӯлаҳои алюминий танҳо металлҳои пуркунанда дар асоси алюминий истифода мешаванд, ки дар байни онҳо металлҳои пуркунандаи алюминий-силиконӣ васеъ истифода мешаванд. Доираи мушаххаси татбиқ ва қувваи буриши пайвандҳои кафшершуда мутаносибан дар ҷадвали 8 ва ҷадвали 9 нишон дода шудаанд. Аммо, нуқтаи обшавии ин кафшер ба нуқтаи обшавии металли асосӣ наздик аст, аз ин рӯ, ҳангоми кафшеркунӣ ҳарорати гармкунӣ бояд қатъиян ва дақиқ назорат карда шавад, то аз гармшавии аз ҳад зиёд ё ҳатто обшавии металли асосӣ пешгирӣ карда шавад.

Ҷадвали 8 доираи татбиқи металлҳои пуркунандаи кафшерӣ барои алюминий ва хӯлаҳои алюминий

Ҷадвали 9 Мустаҳкамии буриши пайвандҳои алюминий ва хӯлаи алюминий, ки бо металлҳои пуркунандаи алюминий-силиконӣ часпонида шудаанд.

Кафшери алюминийи силикон одатан дар шакли хока, хамир, сим ё варақ пешниҳод карда мешавад. Дар баъзе ҳолатҳо, плитаҳои композитии кафшер бо алюминий ҳамчун аслӣ ва кафшери алюминийи силикон ҳамчун рӯйпӯш истифода мешаванд. Ин намуди плитаи композитии кафшер бо усули гидравликӣ сохта мешавад ва аксар вақт ҳамчун як қисми ҷузъҳои кафшер истифода мешавад. Ҳангоми кафшер, пуркунандаи металли кафшер дар плитаи композитӣ зери таъсири капилляр ва қувваи ҷозиба об шуда, ҷорист, то фосилаи пайвандро пур кунад.

(2) Флюс ва гази муҳофизатӣ барои кафшери алюминий ва хӯлаи алюминий, аксар вақт флюси махсус барои тоза кардани плёнка истифода мешавад. Флюси органикӣ, ки дар асоси триэтаноламин асос ёфтааст, ба монанди fs204, бо кафшери нарми ҳарорати паст истифода мешавад. Бартарии ин флюс дар он аст, ки он ба металли асосӣ таъсири зангзании кам дорад, аммо миқдори зиёди газро ба вуҷуд меорад, ки ба тар ва герметизатсияи кафшер таъсир мерасонад. Флюси реактивӣ, ки дар асоси хлориди руҳ асос ёфтааст, ба монанди fs203 ва fs220a, бо кафшери нарми ҳарорати миёна ва ҳарорати баланд истифода мешавад. Флюси реактивӣ хеле зангзананда аст ва боқимондаҳои он бояд пас аз кафшер тоза карда шаванд.

Дар айни замон, дар кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий то ҳол бартараф кардани плёнкаи флюсӣ бартарӣ дорад. Флюси кафшери истифодашуда флюси асоси хлорид ва флюси асоси фторро дар бар мегирад. Флюси асоси хлорид қобилияти қавии тоза кардани плёнкаи оксид ва моеъи хуб дорад, аммо он ба металли асосӣ таъсири зангзанандаи зиёд дорад. Пас аз кафшер кардан боқимондаҳои он бояд пурра тоза карда шаванд. Флюси асоси фтор як навъи нави флюс аст, ки таъсири хуби тоза кардани плёнка дорад ва ба металли асосӣ занг намезанад. Аммо, он нуқтаи обшавии баланд ва устувории гармии паст дорад ва танҳо бо кафшери алюминийи силикон истифода бурда мешавад.

Ҳангоми кафшер кардани алюминий ва хӯлаҳои алюминий, аксар вақт атмосфераи вакуумӣ, бетараф ё инертӣ истифода мешавад. Ҳангоми истифодаи кафшери вакуумӣ, дараҷаи вакуум одатан бояд ба 10-3pa расад. Ҳангоми истифодаи нитроген ё гази аргон барои муҳофизат, покии он бояд хеле баланд бошад ва нуқтаи шабнам бояд аз -40 ℃ пасттар бошад.

3. Технологияи кафшеркунӣ

Кафшеркунии алюминий ва хӯлаҳои алюминий барои тоза кардани сатҳи кор талаботи баланд дорад. Барои ба даст овардани сифати хуб, пеш аз кафшеркунӣ доғи равған ва плёнкаи оксиди рӯи замин бояд тоза карда шавад. Доғи равғанро дар рӯи замин бо маҳлули обии Na2CO3 дар ҳарорати 60 ~ 70 ℃ барои 5 ~ 10 дақиқа тоза кунед ва сипас бо оби тоза бишӯед; Плёнкаи оксиди рӯи заминро бо кандакорӣ бо маҳлули обии NaOH дар ҳарорати 20 ~ 40 ℃ барои 2 ~ 4 дақиқа тоза кардан ва сипас бо оби гарм шустан мумкин аст; Пас аз тоза кардани доғи равған ва плёнкаи оксиди рӯи замин, кор бояд бо маҳлули обии HNO3 барои дурахшонӣ барои 2 ~ 5 дақиқа коркард карда шавад, сипас дар оби равон тоза карда шавад ва дар ниҳоят хушк карда шавад. Коре, ки бо ин усулҳо коркард мешавад, набояд ба ламс ё олудагӣ бо дигар ифлосӣ дучор шавад ва бояд дар давоми 6 ~ 8 соат кафшер карда шавад. Агар имкон бошад, беҳтар аст, ки фавран кафшер кунед.

Усулҳои кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий асосан кафшери аланга, кафшери оҳани кафшер ва кафшери танӯрро дар бар мегиранд. Ин усулҳо одатан дар кафшер флюсро истифода мебаранд ва талаботи қатъӣ ба ҳарорати гармкунӣ ва вақти нигоҳдорӣ доранд. Ҳангоми кафшери аланга ва кафшери оҳани кафшер, аз гарм кардани флюс мустақиман тавассути манбаи гармӣ худдорӣ кунед, то аз гармии аз ҳад зиёд ва вайрон шудани флюс пешгирӣ карда шавад. Азбаски алюминийро дар кафшери нарм бо миқдори зиёди руҳ ҳал кардан мумкин аст, гармкунӣ бояд пас аз ташкил шудани пайванд қатъ карда шавад, то аз зангзании металли асосӣ пешгирӣ карда шавад. Дар баъзе ҳолатҳо, кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий баъзан флюсро истифода намебаранд, балки усулҳои ултрасадо ё харошиданро барои тоза кардани плёнка истифода мебаранд. Ҳангоми истифодаи харошидан барои тоза кардани плёнка барои кафшер, аввал қисмати корро то ҳарорати кафшер гарм кунед ва сипас қисми кафшери қисми корро бо нӯги милаи кафшер (ё асбоби харошидан) харошед. Ҳангоми шикастани плёнкаи оксиди сатҳӣ, нӯги кафшер металли асосиро об мекунад ва тар мекунад.

Усулҳои кафшери алюминий ва хӯлаҳои алюминий асосан кафшери аланга, кафшери танӯрӣ, кафшери ғафс, кафшери вакуумӣ ва кафшери муҳофизатии газро дар бар мегиранд. Кафшери аланга асосан барои қисмҳои хурди корӣ ва истеҳсоли якпорча истифода мешавад. Барои пешгирӣ аз вайроншавии флюс аз сабаби тамос байни ифлосҳо дар ацетилен ва флюс ҳангоми истифодаи алангаи оксиацетилен, истифодаи алангаи ҳавои фишурдашудаи бензин бо қобилияти кам барои пешгирии оксидшавии металли асосӣ мувофиқ аст. Ҳангоми кафшери мушаххас, флюси кафшер ва металли пуркунандаро пешакӣ дар ҷои кафшершуда ҷойгир кардан ва ҳамзамон бо қисми корӣ гарм кардан мумкин аст; Қисми корӣ инчунин аввал метавонад то ҳарорати кафшер гарм карда шавад ва сипас кафшери бо флюс таркардашударо ба мавқеи кафшер фиристодан мумкин аст; Пас аз об шудани флюс ва металли пуркунанда, пас аз пур кардани баробар металли пуркунанда алангаи гармкунӣ бояд оҳиста тоза карда шавад.

Ҳангоми кафшер кардани алюминий ва хӯлаи алюминий дар кӯраи ҳавоӣ, пуркунандаи металли кафшер бояд пешакӣ танзим карда шавад ва ҷараёни кафшер бояд дар оби тозашуда гудохта шавад, то маҳлули ғафс бо консентратсияи 50% ~ 75% тайёр карда шавад ва сипас ба сатҳи кафшер пӯшонида ё пошида шавад. Миқдори муносиби ҷараёни кафшери хока низ метавонад ба металли пуркунандаи кафшер ва сатҳи кафшер пӯшонида шавад ва сипас кафшери ҷамъшуда бояд барои гарм кардани кафшер дар кӯраи оташдон гузошта шавад. Барои пешгирӣ аз гарм шудани аз ҳад зиёди металли асосӣ ё ҳатто об шудани он, ҳарорати гармкунӣ бояд қатъиян назорат карда шавад.

Кафшери хамирӣ ё фолгаӣ одатан барои кафшери ғӯтонидашудаи алюминий ва хӯлаҳои алюминий истифода мешавад. Қисми коркарди васлшуда бояд пеш аз кафшеркунӣ гарм карда шавад, то ҳарорати он ба ҳарорати кафшеркунӣ наздик шавад ва сипас барои кафшеркунӣ дар флюси кафшерӣ ғӯтонида шавад. Ҳангоми кафшеркунӣ, ҳарорати кафшеркунӣ ва вақти кафшеркунӣ бояд қатъиян назорат карда шавад. Агар ҳарорат аз ҳад зиёд баланд бошад, металли асосӣ ба осонӣ ҳал мешавад ва кафшер ба осонӣ гум мешавад; агар ҳарорат аз ҳад паст бошад, кафшер ба қадри кофӣ об намешавад ва суръати кафшеркунӣ кам мешавад. Ҳарорати кафшеркунӣ бояд мувофиқи намуд ва андозаи металли асосӣ, таркиб ва нуқтаи обшавии металли пуркунанда муайян карда шавад ва одатан байни ҳарорати моеъи металли пуркунанда ва ҳарорати сахти металли асосӣ аст. Вақти тар кардани қисми корӣ дар ваннаи флюс бояд кафолат диҳад, ки кафшер пурра об шуда ва ҷорист ва вақти дастгирӣ набояд хеле дароз бошад. Дар акси ҳол, унсури силикон дар кафшер метавонад ба металли асосӣ паҳн шавад ва металли асосиро дар наздикии дарз шикананда гардонад.

Дар кафшеркунии вакуумии алюминий ва хӯлаҳои алюминий, фаъолкунандаҳои амалиётии металлӣ аксар вақт барои тағир додани плёнкаи оксиди сатҳи алюминий ва таъмини тар ва паҳншавии кафшер истифода мешаванд. Магнийро метавон мустақиман дар шакли зарраҳо дар қисмати корӣ истифода бурд ё ба минтақаи кафшеркунӣ дар шакли буғ ворид кард ё магнийро метавон ба кафшери кремнийи алюминий ҳамчун унсури хӯла илова кард. Барои қисмати корӣ бо сохтори мураккаб, бо мақсади таъмини таъсири пурраи буғи магний ба металли асосӣ ва беҳтар кардани сифати кафшеркунӣ, аксар вақт чораҳои маҳаллии раванди муҳофизатӣ андешида мешаванд, яъне қисмати корӣ аввал дар қуттии пӯлоди зангногир (маъмулан бо номи қуттии коркард маълум аст) ҷойгир карда мешавад ва сипас дар кӯраи вакуумӣ барои гарм кардани кафшеркунӣ ҷойгир карда мешавад. Пайвандҳои алюминий ва хӯлаҳои алюминий бо кафшеркунии вакуумӣ сатҳи ҳамвор ва пайвандҳои зичи кафшершуда доранд ва пас аз кафшеркунӣ ба тоза кардан ниёз надоранд; Аммо, таҷҳизоти кафшеркунии вакуумӣ гарон аст ва буғи магний кӯраро ҷиддан ифлос мекунад, аз ин рӯ онро зуд-зуд тоза ва нигоҳдорӣ кардан лозим аст.

Ҳангоми кафшер кардани алюминий ва хӯлаҳои алюминий дар атмосфераи бетараф ё инертӣ, барои тоза кардани плёнка фаъолкунандаи магний ё флюс истифода бурда мешавад. Вақте ки фаъолкунандаи магний барои тоза кардани плёнка истифода мешавад, миқдори зарурии магний нисбат ба кафшеркунии вакуумӣ хеле камтар аст. Умуман, w (мг) тақрибан 0,2% ~ 0,5% аст. Вақте ки миқдори магний баланд аст, сифати пайванд паст мешавад. Усули кафшеркунии NOCOLOK бо истифода аз флюси фтор ва муҳофизати нитроген як усули нав аст, ки дар солҳои охир босуръат таҳия шудааст. Азбаски боқимондаи флюси фтор намиро ҷаббида намекунад ва барои алюминий занг намезанад, раванди тоза кардани боқимондаи флюс пас аз кафшер кардан метавонад сарфи назар карда шавад. Дар зери муҳофизати нитроген, танҳо миқдори ками флюси фторро пӯшонидан лозим аст, металли пуркунанда метавонад металли асосиро хуб тар кунад ва ба даст овардани пайвандҳои кафшершудаи баландсифат осон аст. Дар айни замон, ин усули кафшеркунии NOCOLOK дар истеҳсоли оммавии радиатори алюминий ва дигар ҷузъҳо истифода шудааст.

Барои алюминий ва хӯлаи алюминий, ки бо флюс ғайр аз флюси фторӣ кафшер карда шудаанд, пас аз кафшер кардан боқимондаҳои флюс бояд пурра тоза карда шаванд. Боқимондаи флюси кафшери органикӣ барои алюминийро бо маҳлулҳои органикӣ, ба монанди метанол ва трихлорэтилен шуста, бо маҳлули обии гидроксиди натрий безарар гардонида ва дар ниҳоят бо оби гарм ва хунук тоза кардан мумкин аст. Хлорид боқимондаҳои флюси кафшери алюминий аст, ки онро мувофиқи усулҳои зерин тоза кардан мумкин аст; Аввал, дар оби гарм дар ҳарорати 60 ~ 80 ℃ барои 10 дақиқа тар кунед, боқимондаҳоро дар пайванди кафшершуда бо хасу бодиққат тоза кунед ва онро бо оби хунук тоза кунед; Сипас онро дар маҳлули обии 15% кислотаи нитрат барои 30 дақиқа тар кунед ва дар ниҳоят онро бо оби хунук бишӯед.