本发明专利技术公开了一种Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料，它采用下述重量百分比的原料制成：Sb0.05-1.0％，Fe0.05-0.15％，P0.002-0.01％，同时添加一种或多种微量元素：Sr、Cr、Ga，余量为Sn。本发明专利技术的新型耐高温抗氧化无铅钎料具有较好的耐热温度、抗氧化性和润湿性。本发明专利技术使用Sb主要形成锡锑共晶合金基体，适量的Fe形成弥散分布的第二相粒子，提高钎料的抗拉强度和抗蠕变性能；Sr可以细化晶粒，改变基体的枝晶形貌，提高钎料的力学性能；P优先和O形成致密的氧化层，阻止熔融锡锑无铅钎料的氧化，使用Cr能进一步提高钎料的抗氧化性能和流动性能；Ga加强P的抗氧化作用，改善高温抗氧化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于变压器导线除漆搪锡的耐高温(450℃)、抗氧化Sn-Sb-X系无铅钎料，属于焊接材料
技术介绍
传统的Sn-Pb焊料具有很好的焊接性能和使用性能，但Pb具有一定的毒性，长期使用会给人类的安全和生活环境带来危害。自2006年7月1日起，欧盟彻底禁止在电子产品使用含铅的焊料。作为替代Sn-Pb合金的新一代无铅钎料，Sn-Ag-X、Sn-Cu-X、Sn-Sb-X系等合金，其机械性能与传统Sn-Pb合金相当，在电子工业领域得到了广泛的应用。Sn-Ag系无铅钎料的机械性能、拉伸强度、耐高温、延展性皆好，耐疲劳性、润湿性和抗拉强度比Sn-Pb共晶钎料稍差。Sn-Zn系钎料熔点与Sn-Pb共晶钎料接近，机械性能、拉伸强度好，可拉制成丝材使用，具有良好的蠕变特性，变形速度慢，断裂时间长，成本低。但易氧化，耐热温度低，润湿性和稳定性差，出渣多，焊剂难配制，具有腐蚀性。电子电器产品都离不开各种电感、变压器、马达，这类产品用漆包线缠绕而成。在焊接时，因电线引脚表面有漆膜，用普通方法焊接需先剥去漆膜才能进行焊接，导致焊接生产效率降低，并且容易在剥漆时损伤导线，使导线截面变小，导电性能下降，造成故障隐患。而对于多股漆包绞线，常规焊接方法更是无法进行焊接。因此，越来越多的电子电器生产企业，使用高温钎料来焊接漆包线引脚，焊接时不用去除漆膜，也不使用助焊剂，生产效率高。目前最有市场前景的Sn-Cu系无铅钎料，由于金属间化合物高温下热稳定性相对较差，极易发生粗化，从而降低钎料的强度和塑性。该系钎料在一定程度上解决了高成本的问题，但润湿性能和力学性能都达不到传统的Sn-Pb焊料的标准，抗氧化性和耐热温度等方面还存在不足。Sn-Cu-Ni系钎料虽然具有良好的焊接性能、成本低等优点，但流动性能、抗拉强度较弱，难以可靠地广泛运用于电子电器生产。上述无铅钎料，在电子电器焊接时都存在易于氧化，耐热温度较低，锡渣产量较高的不足。改善合金的显微组织、钎料的焊接性能，增强抗氧化性，提高钎料耐热温度，减少焊接生产的锡渣产率，对提高电子产品可靠性与安全性，降低生产成本，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术是为了解决Sn-Ag、Sn-Cu系等钎料在电子电器焊接中存在的不足，设计出一种Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料，该钎料能够有效地控制氧化作用，改善抗氧化性能和腐蚀性能，并能够提高耐热温度、润湿性和机械性能，增强金属塑性和抗拉强度。本专利技术是通过下属技术方案实现的：一种Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料，其特征在于，该无铅钎料采用了下述成分重量百分比的原料制成：Sb0.05-1.0％，Fe0.05-0.15％，P0.002-0.01％，同时添加一种或多种微量元素：Sr0.01-0.12％Cr0.01-0.10％Ga0.02-0.15％余量为Sn和不可避免杂质。本专利技术是在Sn-Sb合金钎料的基础上加入Sr、Cr、Ga等一种或多种微量元素熔炼而成。该Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料能较好地增强钎料的抗氧化性能和抗腐蚀性能，改善钎料的润湿性、流动性，降低钎料熔点，减少锡渣产量，提高焊接性能、金属塑性和抗拉强度等性能，是一种新型低成本、高性能的无铅钎料。一种Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料的制造方法，是将上述重量百分比的原料加入高频炉中熔化，搅拌均匀，除去锡渣，再将炉中的合金焊料浇注成锭，经过挤压获得条状产品。本专利技术的产品采用的原料均为市场销售规范产品，严格控制标量、合金配比和工艺参数，充分搅拌，具有稳定的化学成分。综上所述，本专利技术的Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料具有以下优良性能：1.本专利技术的Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料合金，不含铅和银，具有环保、低成本的优点，机械性能好的效果。2.本专利技术的Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料具有较好的抗氧化性、润湿性和延展性，且抗拉强度、机械性能和金属塑性较高，成本低。本专利技术使用Sb主要形成锡锑共晶合金基体，适量的Fe形成弥散分布的第二相粒子，提高钎料的抗拉强度和抗蠕变性能；Sr可以细化晶粒，改变基体的枝晶形貌，提高钎料的力学性能；P优先和O形成致密的氧化层，阻止熔融锡锑无铅钎料的氧化，使用Cr能进一步提高钎料的抗氧化性能和流动性能；Ga加强P的抗氧化作用，改善高温抗氧化性能。具体实施方式下面结合具体实施例来详细说明本专利技术，下述实施例用来解释本专利技术，但不限于以下实施例。根据国标GB/T11364-2008《钎料润湿性试验方法》，利用铺展试验法检测得钎料铺展面积，以此作为润湿性能检测结果。由于锡渣产量不仅与暴露时间有关，还和波峰焊的面积等因素有关。本专利的具体实施例是引用国标ST/113192005锡钎料动态条件氧化渣定量试验方法。将500g钎料在450℃下保温6小时，刮下钎料液态表面的氧化膜，用标准精确天平称量，记录数据。利用直角坐标制图，横坐标为单位时间，纵坐标为锡渣量，多次测量求平均得出产渣率。实施例1无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下：Sb0.05％，Fe0.05％，P0.002％，Sr0.01％，Cr0.01％，余量为Sn。该配料比的无铅钎料合金的检测结果：润湿性检测中铺展面积为40.25mm2，延伸率为20.2％，抗拉强度为37.2MPa，，QFP引脚焊点的拉伸力为30.2N，熔点为228℃，锡渣产率为1.92％，合金组织晶粒细化不够均匀。实施例2无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下：Sb0.80％，Fe0.10％，P0.006％，Sr0.05％，Ga0.04％，余量为Sn。该配料比的无铅钎料合金的检测结果：润湿性检测中铺展面积为42.12mm2，延伸率为23.1％，抗拉强度为38.6MPa，QFP引脚焊点的拉伸力为31.8N，熔点为227℃，锡渣产率为1.86％，合金组织晶粒细化均匀。实施例3无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下：Sb0.60％，Fe0.15％，P0.004％，Sr0.08％，Cr0.05％，Ga0.02％，余量为Sn。该配料比的无铅钎料合金的检测结果：润湿性检测中铺展面积为45.30mm2，延伸率为26.8％，抗拉强度为42.9MPa，QFP引脚焊点的拉伸力为29.0N，熔点为229℃，锡渣产率为2.01％，组织晶粒细化均匀。实施例4无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下：Sb0.10％，Fe0.08％，P0.005％，Sr0.12％，Cr0.06％，Ga0.04％，余量为Sn。该配料比的无铅钎料合金的检测结果：润湿性检测中铺展面积为46.62mm2，延伸率为28.3％，抗拉强度为44.1MPa，QFP引脚焊点的拉伸力为32.8N，熔点为231℃，锡渣产率为1.76％，组织晶粒细化均匀。实施例5无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下：Sb0.45％，Fe0.06％，P0.01％，Sr0.10％，Cr0.02％，Ga0.15％，余量为Sn。该配料比的无铅钎料合金的检测结果：润湿性检测中铺展面积为45.26mm2，延伸率为25.6％，抗拉强度为43.6MPa，QFP引脚焊点的拉伸力为28.4N，熔点为228℃，锡渣产率为1.80％，组织晶粒细化均匀。实施例6无铅钎料合金组成和元素重量百分含量如下Sb0.30％，Fe0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Sn‑Sb‑X系高温抗氧化无铅钎料，其特征在于，该耐高温抗氧化无铅钎料采用了下述成分重量百分比的原料制成：Sb 0.05‑1.0％，Fe 0.05‑0.15％，P 0.002‑0.01％同时添加一种或多种微量元素：Sr 0.01‑0.12％Cr 0.01‑0.10％Ga 0.02‑0.15％余量为Sn和不可避免杂质。
【技术特征摘要】
1.一种Sn-Sb-X系高温抗氧化无铅钎料，其特征在于，该耐高温抗氧化无铅钎料采用了下述成分重量百分比的原料制成：Sb0.05-1.0％，Fe0.05-0....
【专利技术属性】
技术研发人员：梁建烈，曾柄程，苏立徕，周良，徐一凡，廖佳梁，赵晓然，龚巧芳，唐轶媛，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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