一种高锡含量的银钎料的电铸成形方法技术

本发明专利技术公开了一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，包括以下步骤：（1）以银钎料作为阴极、锡板作为阳极进行电铸；（2）将电铸后的表面含锡电铸层的银钎料进行扩散处理，所述扩散处理方法为：首先将含有锡电铸层的钎料在氮气氛围保护下置于450‑550℃高温管道，时间为30‑50min；然后置于280‑320℃管式炉中，扩散8‑12h；最后在450‑500℃进行退火，然后轧制或拉拔成型。该发明专利技术解决了目前AgCuZnSn钎料中锡含量低、塑性差的难题，通过改善扩散工艺，制备的产品熔点低、湿润面积大，强度和延伸率高，性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接材料，尤其是涉及一种高锡含量的银钎料的电铸成形方法。
技术介绍
银钎料熔点适中、工艺性好，具有良好的强度、韧性、导热、导电和耐腐蚀性，可用于连接低碳钢、结构钢、高温合金、铜及其合金等。在AgCuZn三元合金中加入Cd、Sn元素，可显著降低三元合金的液相线，改善其钎焊工艺性，但含Cd元素的银钎料对人类具有巨大危害性，其应用受到一定的限制。同时，含Sn的AgCuZn钎料中，Sn元素的含量不能过高（低于5.5%），否则钎料的塑性会降低，容易发脆。如何制备低熔点、锡含量高具有一定加工性能的AgCuZnSn钎料，对钎焊材料工作者来说，具有相当大的难度。中国专利申请号201210445747.9公开了一种新型低熔点铜锰锡钎料，属于钎焊
其组成与质量百分比为：Mn的含量为33%，镍的含量为8-10%，锡的含量为4-6%，锌的含量为0.9-1.5%，硅的含量为0.2-0.5%，镧的含量为0.2-0.4%，余量为铜。该专利技术仅仅从钎料的组分上进行改进，来降低熔点，熔点还是偏高。中国专利申请号201510867587.0公开了一种过饱和钎料，包括基体钎料和包覆在基体钎料外的金属电铸层，基体钎料和金属电铸层之间为基体钎料中的固溶体与金属电铸层发生扩散反应形成的过渡层。其制备方法为：首先将基体钎料的金属原料放入熔炼炉中，经浇铸、退火、挤压、轧制或拉拔成型，预制成基体钎料；其次采用电铸工艺在基体钎料表面电铸金属层，待电铸工艺完毕，将其放入25~250℃的真空干燥箱中渗透0.5~10min，然后放入20~230℃的热处理炉中扩散2~30h后，随炉冷却，制得过饱和钎料。该专利技术电铸工艺中的扩散方法为两步法，电铸层在基体扩散形成金相组织不均匀，影响产品的熔点和强度。中国专利申请号201510122474.8公开了化学镀和电镀制备超薄钎料的工艺，涉及焊接材料制备领域，具体工艺为：选取厚度为0.002~0.010mm的铜箔作为基体，依次进行化学镀银、电镀锡和扩散处理，制得超薄钎料，制备成的钎料的主要化学成分及各化学成分的质量百分比为：银60~72%、锡1~8%和铜26~31%。该专利技术电镀的方法，首先在比较低的温度下进行匀速扩散，扩散速度慢，电镀层进入基体的含量低，性能改良效果弱，而且全部使用化学镀和电镀，生产成本高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高锡含量的银钎料的电铸成形方法，该专利技术解决了目前AgCuZnSn钎料中锡含量低、塑性差的难题，通过改善扩散工艺，制备的产品熔点低、湿润面积大，强度和延伸率高，性能优异。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，包括以下步骤：（1）以银钎料作为阴极、锡板作为阳极进行电铸，电铸液成分为：Sn2+金属盐60-280g/L、强酸40-120ml/L或中强酸35-60g/L、添加剂2-8g/L，电流密度：2-5A/dm2，温度30-60℃，极间距15-20mm，搅拌速度350-500r/min，pH=0.6-0.8，电铸时间：4-15min；（2）将电铸后的表面含锡电铸层的银钎料进行扩散处理，所述扩散处理方法为：首先将含有锡电铸层的银钎料在氮气氛围保护下置于450-550℃高温管道中，时间为30-50min；然后置于280-320℃管式炉中，扩散8-12h；最后在450-500℃进行退火，然后轧制或拉拔成型。进一步的，所述步骤（1）中锡板厚度为2-5mm，形状为块状或圆环状。进一步的，所述步骤（2）中电铸后的银钎料表面的锡电铸层厚度为5-30μm。进一步的，所述步骤（1）中的添加剂为明胶、间苯二酚、二羟基二苯砜、聚乙二醇或β-萘酚中的一种或几种。进一步的，所述步骤（1）中银钎料中Ag：45-56%，Cu：20-34%，Zn：16-31%，Ni：0-2%，Sn：0-5%。进一步的，所述步骤（1）中银钎料为片状、带状或棒状。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以银钎料为阴极，在银钎料的表面镀锡电铸层，通过改良电铸液的成分，电铸液中的添加剂选用有机添加剂明胶、间苯二酚、二羟基二苯砜、聚乙二醇或β-萘酚，这几种添加剂粒子可以单独或复配使用，通过扩散并吸附在电极表面张力较大的凸突处、活性部位及特殊的晶面上,致使电极表面吸附锡原子迁移到电极表面凹陷处并进入晶格，确保锡镀层平整致密光泽，与基体材料银钎料结合牢固。2、电铸结束后，通过两阶段扩散法将锡电铸层有效渗透到银钎料中，其中第一阶段是在450-550℃高温管道中快速扩散30-50min，由于这个阶段温度比较高，锡原子快速的向银钎料基体中渗透、扩散，热扩散速度快；然后第二阶段在280-320℃管式炉中进行低温扩散，时间8-12h，这个阶段温度比第一阶段温度低，扩散过程趋于均匀、平坦，而且锡原子会与银钎料基材中的银、铜形成分散纳米化合物金相组织。两阶段扩散后，由于锡原子扩散进入银钎料基体中，银钎料基体中会形成粗大树枝晶，从而影响产品的强度，因此在经过两个阶段的温度梯度扩散后，在450-500℃进行退火热处理，这个阶段温度较高，一方面能够使含有Sn原子的金相组织分散的更均匀，另一方面可以使银钎料基材中粗大树枝晶的晶粒细化，同时使得含有Sn原子的进行以固溶体形式进入基材中，从而增强钎料产品的拉伸强度和塑性（延伸率）。3、本专利技术的电铸方法沉积速率快、实施时间短、成形效率高，同时操作简单、方便，成本低廉，解决了目前AgCuZnSn钎料中锡含量低、塑性差的难题，制备的钎料产品锡含量高，可以达到3-15%，而且熔点低、塑性佳、易加工成形、润湿性好。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，包括以下步骤：（1）阴极基材银钎料为片状BAg45CuZn，厚度为35μm，其中Ag：45%，Cu：30%，Zn：25%，阳极锡板尺寸为100mm50mm3.0mm。采用电铸方法在银钎料表面镀覆锡薄层，电铸工艺条件如下：电铸液成分为：硫酸亚锡280g/L、硫酸80ml/L、明胶2.0g/L、间苯二酚0.5g/L，电流密度2A/dm2，温度30℃，极间距18mm，时间4min，搅拌速度350r/min，pH=0.7。电铸结束后，将表面含有锡电铸层的钎料清洗干净，除去表面残留的电铸液，烘干后，采用工具显微镜测得锡电铸层厚度为5μm。（2）将电铸后的表面含锡电铸层的银钎料进行扩散处理，其中扩散方法为：首先在氮气保护氛围下置于温度为480℃的高温管道，时间为30min，使得锡电铸层快速渗透进入基体BAg45CuZn钎料中；然后置于300℃管式炉中，扩散8h；最后在460℃进行退火30min，退火结束后，轧制为厚度为30μm的片状钎料得到产品，经检测本产品中锡含量为3%。实施例2一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，包括以下步骤：（1）阴极基材银钎料为棒状BAg50CuZn钎料，直径2.0mm，其中Ag：50%，Cu：34%，Zn：16%，阳极为锡板，其中锡板为圆环状，厚度为4.0mm，外径为40mm，内径为36mm。采用电铸方法在银钎料表面镀覆锡薄层，电铸工艺条件如下：电铸液成分为：硫酸亚锡90g/L、氨基磺酸60g/L、二羟基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）以银钎料作为阴极、锡板作为阳极进行电铸，电铸液成分为：Sn2+金属盐60‑280g/L、强酸40‑120ml/L或中强酸35‑60g/L、添加剂 2‑8g/L，电流密度：2‑5A/dm2，温度30‑60℃，极间距15‑20mm，搅拌速度350‑500r/min，pH=0.6‑0.8，电铸时间：4‑15min；（2）将电铸后的表面含锡电铸层的银钎料进行扩散处理，所述扩散处理方法为：首先将含有锡电铸层的银钎料在氮气氛围保护下置于450‑550℃高温管道中，时间为30‑50min；然后置于280‑320℃管式炉中，扩散8‑12h；最后在450‑500℃进行退火，然后轧制或拉拔成型。

【技术特征摘要】
1.一种高锡含量的银钎料的电铸成型方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）以银钎料作为阴极、锡板作为阳极进行电铸，电铸液成分为：Sn2+金属盐60-280g/L、强酸40-120ml/L或中强酸35-60g/L、添加剂2-8g/L，电流密度：2-5A/dm2，温度30-60℃，极间距15-20mm，搅拌速度350-500r/min，pH=0.6-0.8，电铸时间：4-15min；（2）将电铸后的表面含锡电铸层的银钎料进行扩散处理，所述扩散处理方法为：首先将含有锡电铸层的银钎料在氮气氛围保护下置于450-550℃高温管道中，时间为30-50min；然后置于280-320℃管式炉中，扩散8-12h；最后在450-500℃进行退火，然后轧制或拉拔成型。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宪章，王振，王丹，何翠敏，姬振华，王星星，姜颖，魏永强，侯军兴，刘学申，蒋志强，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41