一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法，适用于不锈钢和紫铜、黄铜等铜合金的钎焊。本发明专利技术由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，各组分的重量百分比分别为：13‑19%的Ag，25.5‑38%的Zn，35‑40%的Cu，1.0‑5.5%的Sn，7‑14%的Mn，0.5‑3.0%的Ni，0.001‑0.3%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。本发明专利技术还提供锰、锡的无镉低银钎料的制备方法，采用中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，熔炼时各组分依次按照Ag、Cu、Sn、Zn和Cu‑Mn加入熔炼，再加入微量Cu‑R合金，最后通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。本发明专利技术含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好的多元银钎料用于钎焊紫铜、黄铜与不锈钢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法，适用于不锈钢和紫铜、黄铜等铜合金的钎焊，它属于一种中温钎焊材料。
技术介绍
在进行铜及铜合金与铁等黑色金属及其合金的钎焊时，考虑到钎料对钎焊母材的润湿性及钎焊接头相关的力学性能，人们大都选用银钎料。四通阀，具有四个油口的控制阀，是制冷设备中不可缺少的关键部件，冷热气体循环，工作环境比较恶劣，需要采用可靠性较强的银焊料进行焊接，四通阀对焊接的要求非常高的可靠性，抗疲劳性能，良好的耐腐蚀性能，以及较高的焊接强度。常见选用BAg45CuZnCd、BAg45CuZn，但随着贵金属原材料价格的不断上涨，造成使用高银钎料来钎焊的厂家面临巨大的成本压力。但如果简单降低钎料银含量，则钎料熔化温度较高，如BAg21CuZn钎料熔化温度一般在670-850℃。一些企业通过增加Cd的含量来降低银含量，Cd的加入，大幅度降低了钎料的熔化温度，提升了钎焊性能，较好地降低了银含量，曾经一度被广泛试验，但Cd本身是有毒元素，不利于操作者的健康且对环境存在污染，不符合欧盟RoHS指令，随着人们对环保的愈加重视，逐渐被其他无害元素所取代。部分企业采用多元合金化，开发了含银量在20%左右的银钎料用于替代，但由于多元合金化存在加工成型的难题，同时其价格仍然不能被部分客户接受。因此，提供一种既符合欧盟RoHS指令要求，含银量在13-19%的新型钎料，在钎焊材料中不含有害化学元素Cd，又有较低钎焊温度和较高的强度的钎料，显得尤为必要。公开日为2014年07月09日，公开号为103909361A的中国专利中，公开了一种名称为“一种低银含量的无镉钎料”的专利技术专利。该专利，将含银、 铜、锌、锰、镍的原料按配比冶炼，搅拌均匀后即 进行浇铸，然后将铸锭通过挤压、拉拔，得到所需 要的钎料丝材，其中按质量百分比银质量范围是24％-26％，锌为31.5％-35％，锰为0.8％-2.5％，镍为0.5％-2.0％，余量为铜。虽然专利技术通过在银钎料中添加少量的镍和锰，可提高钎料的润湿性及接头强度，但是银元素的含量还是较高，故其还是存在上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好的多元银钎料用于钎焊紫铜、黄铜与不锈钢。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该含锰、锡的无镉低银钎料，其特征是由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13-19 wt.%,的Ag，25.5-38 wt.%的Zn，35-40 wt.%的Cu，1.0-5.5 wt.%的Sn，7-14 wt.%的Mn，0.5-3.0 wt.%的Ni，0.001-0.3 wt.%的微量元素R，该微量元素R由 Cu-R合金添加制备，所述微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。本专利技术所述各组分的重量百分比分别为：15-17 wt.%的Ag，30-35.3 wt.%的Zn, 36-39 wt.%的Cu，2-4 wt.%的Sn，8.0-11.0 wt.%的Mn，0.5-1.5 wt.%的Ni，0.001-0.1 wt.%%的微量元素R，该微量元素R由 Cu-R合金添加制备，所述微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。本专利技术所述各组分的重量百分比分别为：16 wt.%的Ag，35 wt.%的Zn，37 wt.%的Cu，2 wt.%的Sn，9 wt.%的Mn，1.0 wt.%的Ni，0.03 wt.%的R。本专利技术还提供了一种含锰、锡的无镉低银钎料的制备方法，其特征在于：采用中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，熔炼时各组分依次按照Ag、Cu、Sn、Zn和Cu-Mn加入熔炼，再加入微量Cu-R合金，最后通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗工艺制备而成。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、可用于取代BAg45CuZnCd、BAg45CuZnCd银钎料，明显降低了白银含量百分比29个百分点，且性能指标参数与BAg45CuZn、BAg45CuZnCd接近，拥有良好的性价比，与市场上同类开发新产品BAg21CuZnMnSn相比，焊后钎焊接头具有更高强度；2、钎焊紫铜、黄铜与不锈钢时具有优良的机械性能，经客户使用后反馈钎焊工艺性能优良，质量稳定，工艺性能指标与BAg45CuZn、BAg45CuZnCd银钎料相当；3、该钎料可制备成药皮钎料；4、该产品熔化温度为685-765℃。本专利技术中Sn的加入可有效提高流动性、润湿性，降低固、液相线温度，减小熔化区间，Mn能够提高钎料的高温强度，同时可降低钎料合金的固液相线温度、改善润湿性能，钎焊时具有二次脱氧的功能；Ni的添加可增加钎料对不锈钢的润湿性和钎焊接头的强度；少量微量元素R的添加，能有效抑制Zn蒸气的挥发，在熔炼时减少Zn的损耗，细化钎料组织，改善钎料深加工性能。参见Ag-Cu-Zn三元相图，并通过成分调节，具有较好的加工特性，添加的微量R可细化钎料合金的组织，进一步改善钎料的力学性能，提高钎焊接头的强度和韧性，并通过比例控制调节钎料的润湿性能；同时该钎料适合制备成药皮形态，通过将银钎剂添加粘结剂后涂覆在钎料表面后进行烧结、干燥，制备成药皮形态。附图说明图1是本专利技术实施例的Ag-Cu-Zn 三元相图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1。本实施例中的银钎料使用白银IC-Ag99.99、一号标准铜、国标Zn99.995、Cu-Mn中间合金、Sn99.95AA和微量Cu-R合金，按上述配比，采用常规中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，然后通过锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。本专利技术实施例按照Ag、Cu、Sn、Zn、Cu-Mn依次加入熔炼，最后加入微量Cu-R合金，再通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。所得到的钎料熔化温度范围为685-765℃，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等钎料。本专利技术实施例的一种含锰、锡的无镉低银钎料，产品不含镉、含贵金属总量低、成本低，钎焊紫铜、黄铜及不锈钢的接头强度高、铺展性好、工艺性能良好,主要技术指标与银钎料BAg45CuZn、BAg45CuZnCd相近，可取代其在四通阀支架的应用。下面通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。各实施例中的具体参数参见表1-表4，表1为本专利技术实施例1至实施例6相关数据表，表2为本专利技术实施例7至实施例12相关数据表，表3为本专利技术实施例13至实施例18相关数据表，表4为本专利技术实施例19至实施例24相关数据表，各表具体如下。表1—实施例1至实施例6相关数据表表2—实施例7至实施例12相关数据表表3—实施例13至实施例18相关数据表 表4—实施例19至实施例24相关数据表本专利技术实施例的配方设计合理，生产成本低，性价比高，钎焊四通阀支架时，润湿性、流动性好，钎焊接头表面光洁，机械强度高，钎焊工艺性能优良，钎焊温度较低。该产品可在钎料外表面通过银钎剂、粘结剂进行烧结、干燥，制备成药皮钎剂。钎剂在钎料外表面烧结粘附，结构较为紧实，含量稳定无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含锰、锡的无镉低银钎料，其特征是由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13‑19%的Ag，25.5‑38%的Zn，35‑40%的Cu，1.0‑5.5%的Sn，7‑14%的Mn，0.5‑3.0%的Ni，0.001‑0.3%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。

【技术特征摘要】
1.一种含锰、锡的无镉低银钎料，其特征是由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13-19%的Ag，25.5-38%的Zn，35-40%的Cu，1.0-5.5%的Sn，7-14%的Mn，0.5-3.0%的Ni，0.001-0.3%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。2.根据权利要求1所述的含锰、锡的无镉低银钎料，其特征在于：所述各组分的重量百分比分别为：15-17%的Ag，30-35.3%的Zn, 36-39%的Cu，2-4%的Sn，8.0-11.0%的Mn，0.5-1.5%的Ni，0.001-0.1%的微量元素R，该微量元素R...

【专利技术属性】
技术研发人员：余丁坤，方健，黄世盛，陈融，徐昶，张怡衫，
申请(专利权)人：杭州华光焊接新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33