一种AgCuTi钎料及其制备方法技术

一种AgCuTi钎料，包括AgCu基体钎料和包覆在AgCu基体钎料外的金属钛电镀层，基体钎料和金属钛电镀层之间为AgCu基体钎料中的固溶体与金属钛电镀层发生扩散反应形成的过渡层。本发明专利技术提供的AgCuTi箔带钎料的制备方法，操作简单、方便，突破了传统方法制备钎料的技术瓶颈，为新形态的高品质活性钎料提供了一种新的绿色制造方法。对AgCuTi钎料来说，提高了AgCuTi钎料中活性元素Ti的含量，克服了传统AgCuTi钎料难以成形及熔融盐体系电镀钛的缺点，该方法具有易成形、加工效率高、成本低等优点，为AgCuTi钎料的制造生产提供一种新的技术途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钎焊材料，尤其是涉及一种AgCuTi钎料，及该AgCuTi钎料的制备方法。
技术介绍
AgCuTi钎料作为一种活性钎料，广泛用于真空钎焊领域，但是传统AgCuTi钎料难以成形，是困扰国内外钎焊工作者的一大难题。钛作为一种战略轻金属，具有比强度高、耐腐蚀性强等优点，常用于潜艇、飞机上，在航海、航空领域发挥巨大作用，在金属表面电沉积钛可起到防护耐腐蚀作用，可应用于如海洋、海水腐蚀环境中等。金属钛的放电电位低，实现钛的沉积较难，同时钛的电镀技术不成熟也不完善。目前常用的方法如下：一是电弧电离电镀方法，利用金属钛在真空或惰性气体中电离为钛离子然后轰击阴极实施电镀；二是二级镀钛方法，主要是在基体上先镀上一层活泼金属（如镁），然后用四氯化钛溶液进行清洗，通过镁将金属钛置换出而后镀在基体上；三是熔融盐电镀方法，以碳氧钛为阳极、待镀金属为阴极、熔融盐为电解质实施电镀。但是，电弧电离电镀方法工艺步骤多，能源消耗高，过程复杂，操作难度大；二级镀钛方法中镁的电极电位同样较低，电镀难以实现；熔融盐电镀方法包括钛冶炼和钛电镀两个过程，镀覆质量和稳定性较差。目前AgCuTi钎料的制备方法主要有电弧熔炼、真空熔炼两种。电弧熔炼方法中由于弧光加热范围小，每次制备的AgCuTi钎料不足1000g，无法产业化生产，同时电弧熔炼方法制备的AgCuTi钎料由于弧光照射区域窄，容易出现组织不均、Ti元素局部偏聚现象，使得AgCuTi钎料性能恶化，难以正常使用。而真空熔炼方法在制备粉状AgCuTi钎料方面具有一定的优势，但是在制备AgCuTi箔带钎料时，由于热轧过程中容易带入杂质元素Fe、C等，使得AgCuTi钎料的加工性能、力学性能下降，后续无法加工成形，同时难以满足工程应用的性能指标要求。因此，电弧熔炼和真空熔炼方法在制备AgCuTi箔带钎料方面具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有AgCuTi钎料成形的不足和电镀钛技术，提供一种性能优异的AgCuTi钎料，并提供易成形、加工效率高、成本低的制备方法。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种AgCuTi钎料，包括AgCu基体钎料和包覆在AgCu基体钎料外的金属钛电镀层，基体钎料和金属钛电镀层之间为AgCu基体钎料中的固溶体与金属钛电镀层发生扩散反应形成的过渡层。所述AgCu基体钎料、过渡层和钛电镀层之间的厚度百分比分别为：基体钎料65.0~92.0%，过渡层7.5~33.5%，金属层0.5~1.5%。所述AgCuTi钎料的厚度为15~85μm。所述AgCu基体钎料中还含有质量为基体钎料0.5-1.0%的元素Y。如上所述的AgCuTi钎料的制备方法，包括以下步骤：（1）预制AgCu基体钎料；（2）以AgCu基体钎料为阴极，单质钛为阳极，在AgCu基体钎料表面电镀钛金属层；（3）待电镀钛工艺完毕后，将其在1650~1700℃下的真空干燥渗透1~10min，然后于1550~1650℃真空炉中扩散2~30h后，冷却后制得AgCuTi钎料。所述步骤（2）具体为：首先以每1000mL去离子水中加入硫酸钛0.146~0.208moL、硫酸钠0.07~0.176moL、硫酸0.736~1.288moL、表面活性剂10~25g配置为电镀液，然后将阴极AgCu基体钎料、阳极单质钛浸入电镀液中实施电镀钛。所述每1000mL电镀液中还加入钒酸钠0.003~0.008moL。所述表面活性剂为烷基醚类表面活性剂。所述烷基醚类表面活性剂为OP-10、月桂醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇三甲基壬基醚、壬基酚聚氧乙烯醚的任意一种。所述电沉积钛在真空环境或惰性气体保护环境下进行，工艺参数为：电流密度0.5~5A/dm2，电镀溶液温度35~50℃，施镀时间2~15min。本专利技术提供的AgCuTi箔带钎料的制备方法，操作简单、方便，突破了传统方法制备钎料的技术瓶颈，为新形态的高品质活性钎料提供了一种新的绿色制造方法。对AgCuTi钎料来说，提高了AgCuTi钎料中活性元素Ti的含量，克服了传统AgCuTi钎料难以成形及熔融盐体系电镀钛的缺点，该方法具有易成形、加工效率高、成本低等优点，为AgCuTi钎料的制造生产提供一种新的技术途径。此外，以二元及以上银合金为基体，如银镍、银锰、银铜锌、银铜镍等，采用本专利技术制备方法在其表面镀钛，制备含钛银基合金或银焊料均在本专利技术专利保护范围内。具体实施方式实施例1一种AgCuTi钎料，包括AgCu基体钎料和包覆在AgCu基体钎料外的金属钛电镀层，基体钎料和金属钛电镀层之间为AgCu基体钎料中的固溶体与金属钛电镀层发生扩散反应形成的过渡层；AgCu基体钎料、过渡层和钛电镀层之间的厚度百分比分别为：基体钎料65.0~92.0%，过渡层7.5~33.5%，金属层0.5~1.5%；AgCuTi钎料的厚度为15~85μm；进一步，AgCu基体钎料中除了含有50-70%的Ag，29.0-49.5%的Cu，还含有质量为基体钎料0.5-1.0%的Y，加入Y可细化基体钎料的组织，提高基体钎料的力学性能，为基体钎料的成形奠定基础。如上所述的AgCuTi钎料的制备方法，包括以下步骤：（1）预制AgCu基体钎料：首先将金属原料Ag、Cu及微量Y放入熔炼炉中，经浇铸、退火、挤压、轧制成形，预制为AgCu基体钎料；（2）以AgCu基体钎料为阴极，单质钛为阳极，在AgCu基体钎料表面电镀钛金属层；（3）待电镀钛工艺完毕后，将其在1650~1700℃下的真空环境中干燥渗透1~10min，然后于1550~1650℃真空扩散2~30h后，以形成过渡层；然后随炉冷却，制得厚度为15~85μm的AgCuTi钎料。其中，过渡层有助于基体钎料和钛镀层形成冶金结合，提高两者之间的结合力，同时可提高AgCuTi钎料的力学性能，调控结合界面组织和物相组成，有助于增强AgCuTi钎料的活性作用；如果没有过渡层，钛电镀层（1660℃）和基体钎料（770~795℃）熔化温度相差较大，银铜钛合金难以成形、容易发脆，起不到活性钎料的作用。步骤（2）具体为：以AgCu基体钎料为阴极，以单质钛为阳极，以每1000mL水中加入硫酸钛0.146~0.208moL、硫酸钠0.07~0.176moL、硫酸0.736~1.288moL、表面活性剂10~25g配制为电镀液，设置电流、电压，在真空环境或惰性气体保护环境下，实施电沉积钛；电沉积钛工艺参数为：电流密度0.5~5A/dm2，电压3~6V，电镀溶液温度35~50℃，施镀时间2~15min。优选的，每1000mL电镀液中还加入分散剂钒酸钠0.003~0.008moL，所述表面活性剂为烷基醚类表面活性剂，进一步为OP-10、月桂醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇三甲基壬基醚、壬基酚聚氧乙烯醚的任意一种。本专利技术具有以下优点：1）本专利技术提供的电沉积钛-渗透-扩散复合制备方法，克服了传统AgCuTi箔带钎料难以成形及传统电镀方法的不足，为新形态AgCuTi钎料成形的提供一种新途径；2）基体钎料中含有微量元素Y，可细化基体钎料的组织，提高基体钎料的力学性能，为基体钎料的成形奠定基础；3）所提供的电沉积钛方法，不仅可以在单金属、合金表面实施镀钛，而且在焊接材料表面镀钛，为新形态金属材料尤其是含钛焊接材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AgCuTi钎料，其特征在于：包括AgCu基体钎料和包覆在AgCu基体钎料外的金属钛电镀层，基体钎料和金属钛电镀层之间为AgCu基体钎料中的固溶体与金属钛电镀层发生扩散反应形成的过渡层。

【技术特征摘要】
1.一种AgCuTi钎料，其特征在于：包括AgCu基体钎料和包覆在AgCu基体钎料外的金属钛电镀层，基体钎料和金属钛电镀层之间为AgCu基体钎料中的固溶体与金属钛电镀层发生扩散反应形成的过渡层。2.如权利要求1所述的AgCuTi钎料，其特征在于：所述AgCu基体钎料、过渡层和钛电镀层之间的厚度百分比分别为：基体钎料65.0~92.0%，过渡层7.5~33.5%，金属层0.5~1.5%。3.如权利要求1所述的AgCuTi钎料，其特征在于：所述AgCuTi钎料的厚度为15~85μm。4.如权利要求1所述的AgCuTi钎料，其特征在于：所述AgCu基体钎料中还含有质量为基体钎料0.5-1.0%的元素Y。5.根据权利要求1-4任一项所述的AgCuTi钎料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）预制AgCu基体钎料；（2）以AgCu基体钎料为阴极，单质钛为阳极，在AgCu基体钎料表面电镀钛金属层；（3）待电镀钛工艺完毕后，将其在1650~1700℃下的真空干燥渗透1~10min，然后于1550~1650℃真空炉中扩散2~30h后，冷却后制得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星星，彭进，崔大田，韦乐余，孙国元，王建升，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41