一种Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料及其制备方法，该钎料主要用于纯铝及铝合金的低温钎焊，由以下含量的成分组成：Zn8.0~10.0wt%、Ag0.5~1.5wt%、Ni0.5~1.2wt%，Sn余量。该钎料熔化温度低，钎焊工艺性好，具有良好的润湿性，焊着率高于75%，焊缝抗拉强度σb≥50MPa，适用于纯铝和3A21、6063、6061等多种铝合金的低温钎焊。
【技术实现步骤摘要】
一种Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料及其制备方法
本专利技术涉及一种铝及铝合金的低温钎料，具体涉及Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料。
技术介绍
纯铝及铝合金在航天、航空、建筑、电器、汽车和船舶等领域有着广泛的应用，纯铝及铝合金的连接及其制备工艺在产品制造中起着非常重要的作用。铝合金的连接方式多种多样，低温钎焊是十分重要的一种，特别是针对部分电子元件或器件，实施低温钎焊既可以满足连接要求，亦可充分保证器件性能。低温钎料是低温钎焊时使用的一种金属连接材料。为了获得优质的钎焊接头，通常低温钎料应满足如下要求：(1)能润湿母材，并与其形成牢固的连接；(2)良好的流动性能，钎料借助毛细作用在接头中铺展，形成致密的钎缝；(3)成分均匀，熔化间隔小；(4)钎焊接头强度性能好，耐腐蚀，并能满足其他特殊性能的要求。铝-铝低温钎焊可选无铅焊料有Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn等，其中Sn-Zn共晶钎料，熔化温度198℃，具有钎焊工艺性好、色泽与母材一致、接头牢固等优点，应用最为广泛。但其缺点是接头耐腐蚀性差，有资料显示，Sn-Zn钎焊铝的接头在自来水中浸泡，室温下3～4个星期即腐蚀断开。在5％NaCl水浸泡，不到48小时即断开。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术提供一种具有较强的耐腐蚀性和抗拉强度的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料。为实现上述目的，本专利技术包括如下技术方案：一种Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，该钎料由以下含量的成分组成：Zn8.0～10.0wt％、Ag0.5～1.5wt％、Ni0.5～1.2wt％，Sn余量。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料由以下含量的成分组成：Zn8.0wt％、Ag0.7wt％、Ni1.2wt％，Sn余量。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料由以下含量的成分组成：Zn8.5wt％、Ag0.8wt％、Ni1.1wt％，Sn余量。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料由以下含量的成分组成：Zn9.0wt％、Ag1.0wt％、Ni1.0wt％，Sn余量。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料由以下含量的成分组成：Zn9.5wt％、Ag1.1wt％、Ni0.8wt％，Sn余量如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料由以下含量的成分组成：Zn10.0wt％、Ag1.2wt％、Ni0.7wt％，Sn余量。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，优选地，所述钎料的形态为丝、箔或粉。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料在低温钎焊纯铝、3A21铝合金、6063铝合金或6061铝合金中的应用。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料的制备方法，该方法包括如下步骤：A.按照所述钎料的成分配比称取Zn、Ag、Ni和Sn金属原料；B.将Sn和Ni金属原料搁置在石墨坩埚内，利用中频感应炉，加热至600℃熔炼，浇铸制成SnNi中间合金；C.利用中频感应炉，将剩余的Sn、Zn、Ag金属原料与SnNi中间合金在250℃至300℃进行熔铸，制成棒状或板状的Sn-Zn-Ag-Ni合金铸锭；D.将熔铸制得的合金棒状铸锭，经过挤压机挤压、轧机轧制或气雾化制粉法制成焊丝、焊箔或焊粉。如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料的制备方法，优选地，所述步骤D是将熔铸制得的合金棒状铸锭，经过挤压机挤压，制成直径0.5～1.5mm焊丝；或将熔铸制得的合金板状铸锭，经过轧机轧制，制成厚度0.05～0.15mm焊箔；或采用气雾化制粉法，以氮气作为雾化气体，将制得的棒状铸锭置于压力为0.5MPa～1.0MPa，温度为250℃～280℃的条件下，气雾化制成合金粉末，将该合金粉末，通过筛分，获得粒度在25um～45um的合金焊粉。一种Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料，其是采用如上所述的方法制备的。本专利技术的有益效果在于以下几个方面：1、本专利技术的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料适用于纯铝和3A21、2A50、6063及6061等多种铝合金的低温钎焊。2、本专利技术的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料的熔化温度适宜，为195℃～210℃，对纯铝及铝合金钎焊温度不高于250℃。3、本专利技术的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料对纯铝及铝合金具有良好的润湿性，钎焊工艺性好。4、钎焊接头焊着率高于75％，焊缝抗拉强度σb≥50MPa，在5％NaCl水中浸泡，198小时不开裂。5、本专利技术制备Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料形态包括丝、箔、粉，制备方法简单，利于批量生产。附图说明图1为本专利技术制备Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料的工艺流程图。图2为本专利技术实施例2得到的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料的差热分析图谱。图3为本专利技术实施例2得到的Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料用于纯铝钎焊试验，制得的T型接头照片。具体实施方式以下实施例中各组分的组成，分别为：实施例1：Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料(Zn8.0wt％、Ag0.7wt％、Ni1.2wt％，Sn余量)制备步骤如图1所示。步骤1：金属原料称重按重量百分比，分别称取80克Zn、7克Ag、12克Ni和901克Sn；步骤2：中间合金熔铸再称取120克Sn，与12克Ni金属原料搁置在石墨坩埚内，利用中频感应炉，加热至600℃熔炼，浇铸制成SnNi中间合金；步骤3：合金熔铸利用中频感应炉，将剩余的Sn、Zn、Ag金属原料与SnNi中间合金在250℃至300℃进行熔铸，制成直径30mm棒状的Sn-Zn-Ag-Ni合金铸锭；步骤4：焊丝制备将熔铸后的合金棒状铸锭，经过挤压机挤压，制成直径1mm焊丝。实施例2：Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料(Zn8.5wt％、Ag0.8wt％、Ni1.1wt％，Sn余量)步骤1：金属原料称重按重量百分比，分别称取85克Zn、8克Ag、11克Ni和896克Sn；步骤2：中间合金熔铸再称取110克Sn，与11克Ni金属原料搁置在石墨坩埚内，利用中频感应炉，加热至600℃熔炼，浇铸制成SnNi中间合金；步骤3：合金熔铸利用中频感应炉，将剩余的Sn、Zn、Ag金属原料与SnNi中间合金在250℃至300℃进行熔铸，制成厚度5mm板状的Sn-Zn-Ag-Ni合金铸锭；步骤4：焊箔制备将熔铸后的合金板状铸锭，经过轧机轧制，制成厚度0.1mm焊箔。实施例3：Sn-Zn-Ag-Ni合金钎料(Zn9.0wt％、Ag1.0wt％、Ni1.0wt％，Sn余量)步骤1：金属原料称重按重量百分比，分别称取90克Zn、10克Ag、10克Ni和890克Sn；步骤2：中间合金熔铸再称取100克Sn，与10克Ni金属原料搁置在石墨坩埚内，利用中频感应炉，加热至600℃熔炼，浇铸制成SnNi中间合金；步骤3：合金熔铸利用中频感应炉，将剩余的Sn、Zn、Ag金属原料与SnNi中间合金在250℃至300℃进行熔铸，制成直径30mm棒状的Sn-Zn-Ag-Ni合金铸锭；步骤4：焊粉制备采用气雾化制粉法，以氮气作为雾化气体，将步骤3制得的棒状合金铸锭置于压力为0.5MPa～1.0MPa，温度为260℃的条件下，气雾化制成合金粉末，将该合金粉末，通过筛分，获得粒度在25um～45u本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Sn‑Zn‑Ag‑Ni合金无铅钎料，其特征在于，该钎料由以下含量的成分组成：Zn8.0～10.0wt％、Ag0.5～1.5wt％、Ni0.5～1.2wt％，Sn余量。
【技术特征摘要】
1.Sn-Zn-Ag-Ni合金无铅钎料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：A.按照钎料的成分配比称取Zn、Ag、Ni和Sn金属原料，其中，Zn8.0～10.0wt％、Ag0.5～1.5wt％、Ni0.5～1.2wt％，Sn余量；B.将7～20重量％的Sn原料和全部Ni原料搁置在石墨坩埚内，利用中频感应炉，加热至590～610℃熔炼，浇铸制成SnNi中间合金；C.利用中频感应炉，将Zn、Ag、剩余的Sn原料与SnNi中间合金在250℃至300℃进行熔铸，制成棒状或板状的Sn-Zn-Ag-Ni合金铸锭；D.将熔铸制得的板状或棒状合金铸锭，经过挤压机挤压、轧机轧制或气雾化制粉法制成焊丝、焊箔或焊粉。2.如权利要求1所述的Sn-Zn-A...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国清，李刚，杜旭明，赵伟，
申请(专利权)人：北京有色金属与稀土应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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