钎焊用模具和夹具的设计介绍

在真空电子器件制造中，为了保证钎焊组件的尺寸精度要求，往往要用模、夹具来固定钎焊组件。

1.设计钎焊模夹具应考虑的原则^[3]

首先，钎焊模夹具本身应具有良好的高温强度和导热性能，并与钎焊金属具有相近的线胀系数。

其次，钎焊模夹具与液态钎料接触时应不被润湿和黏附。具有这种性质的材料有陶瓷、石墨以及经高温在湿氢中处理过的表面上附有一层致密氧化膜的不锈钢等。对于高频钎焊用的模具，一般情况下还应尽可能少用金属或磁性材料，以利于减少高频能量的损耗及模具温度的骤然升高；而对于那些起屏蔽作用的模具，则应选导磁性良好而热辐射能力较差的材料。

另外，就模具配合尺寸而言，钎焊模具自身装配间隙以及模具与钎焊件之间的间隙应综合多方面的因素加以确定。设计时，应考虑模具材料与钎焊件材料的热性能、体积大小、结构的复杂程度以及对公差的要求等诸方面的具体情况。

再者，当钎焊组件对中要求严格时，可应用芯杆对中。对中芯杆材料的选用，其线胀系数应以小于组件金属材料的线胀系数为宜。

还有一些特殊情况，可考虑利用线胀系数差异在高温下造成模具对钎焊件施加压力，如用一些线胀系数比钎焊件小的材料来做模具。

2.钎焊用模夹具材料(www.xing528.com)

制作钎焊模夹具用的材料主要为耐热钢及电热合金，如高铬钢（12Cr13）、不锈钢（1Cr18Ni9Ti）、耐热钢（45Cr14Ni14W2Mo）及铁铬铝（0Cr25Al5、1Cr25Al5）。此外，还采用其他一些材料，如钼、石墨和陶瓷等。

在实际钎焊中，1Cr18Ni9Ti不锈钢经过适当处理后可很好地满足对模夹具材料的要求，因而应用十分广泛。1Cr18Ni9Ti不锈钢的处理工序依次为：①对毛坯进行900℃保温16～30min烧氢退火处理；②精车到所需尺寸；③脱脂清洗；④在湿氢中1100℃空烧，使模具表面形成稳定的牢固的黑色氧化膜。

3.钎焊模夹具使用中存在的问题及解决办法

1）钎料粘模。此现象发生在金属模具上。其原因往往是由于模具的高温氧化处理进行得不充分，形成的氧化膜不稳定，或是因长期使用以致氧化膜逐渐被磨薄或擦掉。模具材料选择不当，也会造成钎料的粘模。解决办法是模具在湿氢中进行充分的高温氧化。对不锈钢而言，氧化后的颜色以深灰色为佳；而对高铬钢合金，以墨绿色为佳。对长时间在还原性气体中使用的模具来说，应在使用一段时间后重新高温氧化处理。

2）钎焊模具高温变形。模具在经过高温使用之后，尺寸可能发生变化。变化小时，可以用锉或细砂纸打磨后继续使用；变化大时，则应加工修理或重新加工新件。

3）钎焊模具的螺母与螺杆不好拆卸。有时在钎焊后模具的螺母与螺杆拆卸不开，或即使拆卸下来而螺纹部分已经被损坏。其原因往往是螺母、螺杆的高温氧化处理不充分，金属接触面处在高温下相互扩散形成结合点，致使螺母拆卸不下来；或是由于螺纹之间有金属屑或飞边而造成咬扣。解决办法是在模具进行高温氧化处理时，应先将螺纹部分的金属屑或飞边处理干净，而后再做高温氧化处理，并且处理一定要充分。机加工后的螺母和螺杆的配合一定要松动，在做高温氧化处理时应分开进行，然后再装配。如不合适，就应及时修理，不可勉强使用。在有氧化铝细粉时，可以在螺纹部分适当涂一薄层氧化铝粉，也有助于防止螺纹粘扣。