自带增韧性合金的药芯银钎料制造技术

本发明专利技术公开了一种自带增韧性合金的药芯银钎料，包括银基钎料外皮和填充在所述银基钎料外皮内的芯粉，所述芯粉由钎剂、银合金、铜合金混合而成。本发明专利技术以中间合金的形式在钎剂中添加了Sn、Ni、Si等金属元素，当钎料外皮合金元素含量较低时，仍能保证其具有优良的加工性能，钎料具有良好的润湿性和流动性，同时提高了焊缝的强度及低温冲击韧性和抗裂性能，降低了韧脆转变温度。同时在不改变外皮成分的前提下，可通过灵活调整芯粉中的金属比例得到不同组分的焊缝；在钎焊大间隙组件时能确保钎料具有足够的填充量。本发明专利技术实现了钎剂方便、高效的预加入，具有钎焊时装配方便、易实现自动化生产、成本低等优点，有利于自动化钎焊工艺的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
自带增韧性合金的药芯银钎料
本专利技术涉及焊接材料，尤其是涉及一种自带增韧性合金的药芯银钎料。
技术介绍
银钎料熔点适中、焊接工艺性好，并具有良好的强度、韧性、导电性、导热性和耐蚀性，是应用最广的一类硬钎料。近年来我国空调、制冷行业在经历了2008年经济危机低谷后触底反弹，特别是2013年在国家城镇化建设、家电下乡、节能惠民补贴等政策扶持下，迅速企稳回升，为银钎料的应用提供了可持续增长的空间。传统的钎焊工艺是用丝或条状黄铜钎料粘钎剂使用或用气体钎剂或加热前预先将钎剂涂覆在工件上，钎料用量无法保证，且容易出现焊接缺欠，随之而来的是返工、返修甚至报废，造成黄铜钎料和原材料的浪费，增加制造成本。此外，钎料粘钎剂或预先涂覆钎剂的过程增加了一次焊前操作，增加了工序和操作时间，并在钎焊工艺中增加一个变量，从而影响焊接的一致性和质量的稳定性；气体钎剂活性不够，去除氧化膜效果较差。由于此种钎焊工艺复杂、生产效率低、成本高、不易准确控制钎剂的用量，所以经常出现钎剂添加过多或不均匀现象，不仅大量浪费钎剂，而且焊后工件表面残余的钎剂残渣较难清洗，易腐蚀接头；另外接头质量多依赖于操作员的个体水平。随着现代化制造业加大对钎焊成本的控制（表现为自动化焊接逐渐取代人力成本较高的手工焊接，黄铜钎料用量的精确控制），以及外界对企业环境责任的关注度不断加大，药芯黄铜钎料在这种产业升级需求下应运而生。药芯黄铜钎料是由带状黄铜钎料包覆一定比例的粉末钎剂卷制而成，它与传统的实芯钎料相比，具有以下优点：药芯黄铜钎料自带钎剂，钎焊操作时减少了添加钎剂的工序，具有焊接效率高、成分调节灵活、节能节材、焊剂用量少、污染小、焊缝成形美观等优点，适用于连续自动焊接。目前药芯钎料在自动化焊接中所占的比例越来越大，但现有的药芯银钎料中锡、镍、锰等元素含量较高时就存在加工困难，带状银钎料包覆预定比例的粉末钎剂卷制加工时易断等问题，难以加工成药芯钎料。锡含量较高的银铜锡钎料的熔化温度可以降得很低，但脆性较大，实验证明，银铜钎料中含锡量小于12.5％时具有良好的延展性，含锡量大于12.5％时，合金塑性显著下降，并在480℃左右出现热脆性，例如BAg45Cu35Sn20钎料的熔化温度为550～600℃，它只能在450～520℃温度下勉强加工，经热加工的钎料仍无法克服其脆性，所以银锡钎料中的锡含量一般不高于10%。另外，由于在大间隙组件钎焊时需要确保钎料具有一定的填充量，而在制备药芯钎料的钎料皮时，如果钎料皮过厚将增加加工难度，也影响了药芯钎料在大间隙钎焊时的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性、合金填充量大，能够满足高效、自动化钎焊需要的自带增韧性合金的药芯银钎料。为实现上述目的，本专利技术可采取下述技术方案：本专利技术所述的自带增韧性合金的药芯银钎料，包括银基钎料外皮和填充在所述银基钎料外皮内的芯粉，所述芯粉由钎剂、银合金、铜合金混合而成。所述钎剂由无机氟化物、氟硼酸钾、硼酐、硼酸盐、氟铝酸钾、单质硼中的至少一种或两种以上混合而成；所述银合金为Ag粉和Cu、Ni、Si、Sn、Mn单质粉中至少一种组成的混合粉，或者为Ag与Cu、Zn、Ni、Si、Sn、Mn中的至少一种元素熔炼后形成的中间合金；所述铜合金为Cu与Zn、Ni、Si、Sn、Mn、P单质粉中的至少一种组成的混合粉，或Cu与Zn、Ni、Si、Sn、Mn、P中的至少一种元素熔炼后形成的中间合金。所述芯粉占药芯银钎料总重量的8%~35%。所述银基钎料外皮中各成分的重量百分比为：银Ag：1.5~65.0%、铜Cu：15.0~56.0%、锌Zn：4~30.0%、锡Sn：0~6.0%、镉Cd：0~25.0%、镍Ni：0~6.0%、锰Mn:0~8.0%、硅Si：0~5.0%、微量元素0~1.0%；所述微量元素取自Pd、Ga、In、Zr、Sb、Li、Re中的至少一种。所述银基钎料外皮的壁厚为0.1～0.8mm。本专利技术所述的药芯银钎料的制备方法为常规加工方法，可加工成长度为100～1000mm的钎料条，或用细长钎料绕制成具有中空结构的环状体：可为单圈结构，也可以是沿轴向绕制的至少两圈螺旋环形结构，相邻环圈之间的间距≤1.0mm。本专利技术的优点在于以中间合金的形式在钎剂中添加了Sn、Ni、Si等金属元素，当钎料外皮中合金元素含量较低时，仍能保证其具有优良的加工性能，钎料具有良好的润湿性和流动性，同时提高了焊缝的强度及低温冲击韧性和抗裂性能，降低了韧脆转变温度。同时在不改变外皮成分的前提下，可通过灵活调整芯粉中的金属比例得到不同组分的焊缝；在钎焊大间隙组件时能确保钎料具有足够的填充量。本专利技术实现了钎剂方便、高效的预加入，具有钎焊时装配方便、易实现自动化生产、成本低等优点，有利于自动化钎焊工艺的推广应用。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。实施例1本专利技术所述的自带增韧性合金粉药芯型银钎料，其制备方法如下：a）将银、铜、锌按比例配好并进行熔炼，浇铸成Φ50mm的棒状BAg45Cu30Zn25钎料铸锭，切去冒口然后将铸锭车削去除氧化皮待用；b）将钎料挤压设备升温至460℃，将车好的铸锭置于马弗炉内预热，预热温度为470℃，将预热好的铸锭放入挤压设备的模筒内，挤压成厚度5.0mm、宽度8.5mm的带状钎料，并扎制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成厚度0.2mm、宽度7.5mm的钎料带；c）芯粉由硼砂、氟化钾、氟硼酸钾、硼酸、Cu-20Ni合金和Cu-20Si合金组成，各成分的重量百分比为：4％硼砂、2％氟化钾、8％氟硼酸钾、25％Cu-20Ni合金、15％Cu-20Si合金，余量为硼酸；粉末粒度为200目，用球磨混料机先把药芯粉末混匀，在100℃~130℃的低真空干燥箱中烘干200min，冷却待用；d）将钎料带卷制成金属管（银基钎料外皮），在卷制过程中将芯粉加入金属管内；e）将含芯粉的金属管通过轧制或拉拔制成所需尺寸的药芯钎料成品。该成品药芯银钎料适合钎焊钢-钢、铜-铜合金、钢-铜合金的接头。实施例2银基钎料外皮与实施例1相同，芯粉由氟化钾、氟硼酸钾、硼酐、BAg56Cu31Sn10Mn3合金、Cu-20Ni合金和Cu-14P合金组成，各成分的重量百分比为：1％氟化钾、7％氟硼酸钾、33％BAg56Cu31Sn10Mn3合金、30％Cu-20Ni合金、12%Cu-14P合金，余量为硼酐。该成品药芯银钎料适合钎焊铜合金的接头。实施例3银基钎料外皮与实施例1相同，芯粉由硼砂、氟化钾、氟硼酸钾、硼酸、Cu-20Ni合金、Cu-20Si合金和BAg40Cu25Zn30.5Sn3Ni1.5合金组成，各成分的重量百分比为：4％硼砂、2％氟化钾、8％氟硼酸钾、25％Cu-20Ni合金、15％Cu-20Si合金、44%BAg40Cu25Zn30.5Sn3Ni1.5合金，余量为硼酸。实施例4按实施例1中的比例配制的银基钎料外皮和芯粉组成的药芯银钎料通过合理调整模具，可制成中径为Φ8.0mm的单圈环状钎料，并增加压平工艺。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自带增韧性合金的药芯银钎料，包括银基钎料外皮和填充在所述银基钎料外皮内的芯粉，其特征在于：所述芯粉由钎剂、银合金、铜合金混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种自带增韧性合金的药芯银钎料，包括银基钎料外皮和填充在所述银基钎料外皮内的芯粉，其特征在于：所述芯粉由氟化钾、氟硼酸钾、硼酐、BAg56Cu31Sn10Mn3合金、Cu-20Ni合金和Cu-14P合金组成，各成分的重量百分比为：1％氟化钾、7％氟硼酸钾、33％BAg56Cu31Sn10Mn3合金、30％Cu-20Ni合金、12%Cu-14P合金，余量为硼酐；所述芯粉占药芯银钎料总重量的8%~35%；所述银基钎料...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟民，吕登峰，李永，侯江涛，丁天然，张冠星，刘文明，高雅，
申请(专利权)人：郑州机械研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41