一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺制造技术

一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺，包括以下步骤：干法制备镀镍石墨烯增强相；采用球磨混合、压制、烧结和挤压等工艺制备镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料，该钎料以重量百分比计的元素成分包括1.0%~3.5%Ag、0.4%~0.8%Cu、0.08%~0.11%RE、0.01%~0.11%石墨烯、0.01%~0.11%Ni，余量为Sn；钎焊前对铜基板表面打磨、清洗，钎焊过程采用炉内加热的方式，将钎料薄带置于两个铜基板之间，并施加超声振动。本发明专利技术利用镀镍石墨烯出色的力学性能，提高了无铅焊料的强度，同时使用超声作用去除复合钎料和铜基板表面的氧化膜，有效抑制钎焊过程中镀镍石墨烯的团聚和漂浮。

Ultrasonic brazing process of a nickel based lead-free composite solders reinforced with nickel graphene

A nickel graphene enhanced ultrasound brazing technology of tin based lead-free composite solder, which comprises the following steps: preparing nickel dry graphene reinforced phase method; preparation of graphene reinforced nickel tin based lead-free composite solder by ball milling, pressing, sintering and extrusion process, elements of the solder in the weight percentage of 1.0%~3.5%Ag and 0.4%~0.8%Cu, including 0.08%~0.11%RE, 0.01%~0.11%, 0.01%~0.11%Ni graphene, the rest is Sn; before brazing grinding, on the copper substrate surface cleaning, brazing process using the furnace heating mode between solder ribbons in two copper substrate, and ultrasonic vibration. The invention improves the strength of lead-free solder by utilizing the excellent mechanical properties of nickel plated graphene, and removes the oxide film on the surface of composite solder and copper substrate by ultrasonic action, and effectively inhibits the agglomeration and floating of nickel plated graphene during brazing.

【技术实现步骤摘要】
一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺
本专利技术涉及复合钎料的钎焊领域，具体的说是一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺。
技术介绍
由于Sn-Pb钎料工艺成熟、成分简单、成本低廉，且具有良好的钎焊工艺性能、良好的力学及物理性能，因此在电子行业中得到了广泛的应用。然而Pb是一种有毒有害物质，当废弃电子电器填埋处理时，焊料中的Pb遇酸雨或地下水，形成pb2+，溶于地下水，进入人们的供水链从而进入人体内，导致铅中毒。目前SnPb焊料的优选替代品主要有Sn-Cu、Sn-Ag、Su-Zn、Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Cu-RE等焊料合金，但上述钎料相对于原有的Sn-Pb钎料还存在种种不足，如熔点高、润湿性差、力学性能不佳等，目前改进的途径有两种方法，一种为钎料的合金化，即通过添加合金元素来改善钎料的性能，此种方法的缺点是组元增多，钎料熔炼工艺及成本都难以得到有效的保证；第二种方法为制备复合钎料，复合钎料是在目前广泛使用的共晶钎料中添加增强颗粒，以达到保持原有共晶钎料性能基本不变的前提下，改善其力学性能，此种方法工艺简单、成本低廉、易于实现，目前已有的专利中，诸如专利申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺，其特征在于，所述的镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料按重量百分比计包括：1.0%~3.5%Ag、0.4%~0.8%Cu、0.08%~0.11%RE、0.01%~0.11%石墨烯、0.01%~0.11%Ni，余量为Sn，所述的超声辅助钎焊工艺包括以下步骤：（1）将镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料在轧机上轧制并切割15mm×20mm×0.1mm的钎料薄带，将待焊的铜基板表面先用砂纸打磨，再放入超声波清洗机内用丙酮清洗，去除表面的油污及氧化物杂质后烘干备用；（2）将钎料薄带置于两个铜基板的搭接结构的上、下对应的搭接面之间，并将两个铜基板的搭接结构通过对扣搭...

【技术特征摘要】
1.一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺，其特征在于，所述的镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料按重量百分比计包括：1.0%~3.5%Ag、0.4%~0.8%Cu、0.08%~0.11%RE、0.01%~0.11%石墨烯、0.01%~0.11%Ni，余量为Sn，所述的超声辅助钎焊工艺包括以下步骤：（1）将镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料在轧机上轧制并切割15mm×20mm×0.1mm的钎料薄带，将待焊的铜基板表面先用砂纸打磨，再放入超声波清洗机内用丙酮清洗，去除表面的油污及氧化物杂质后烘干备用；（2）将钎料薄带置于两个铜基板的搭接结构的上、下对应的搭接面之间，并将两个铜基板的搭接结构通过对扣搭接在一起；（3）将步骤（2）中处理后的待钎焊的铜基板放入真空炉内，并通过超声波传递杆上固定连接的振动压头对铜基板的上下搭接面施加超声波载荷，钎焊过程中，真空炉加热至钎焊温度，使钎料熔化，将搭接设置的两个铜基板连接在一起，钎料中的镀镍石墨烯在超声波的作用下不发生漂浮，从而均匀迁移至钎缝中，超声结束后自然冷却，即获得钎缝组织中有镀镍石墨烯增强的钎焊接头。2.如权利要求1所述的一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的超声钎焊工艺，其特征在于，还包含一种镀镍石墨烯增强锡基无铅复合钎料的制备方法，具体步骤如下：（A）制备镀镍石墨烯增强相：a、将氧化石墨烯纳米片置于浓HNO3和浓H2SO4的混合溶液中超声分散后离心过滤，滤饼用去离子水反复洗涤至中性，干燥处理后即得到粗化处理后的氧化石墨烯纳米片，备用；b、以水合肼为还原剂，对氧化石墨烯纳米片进行回流还原处理；将还原之后的混合溶液用去离子水反复洗涤至中性，置于75~80℃的真空干燥箱中干燥20~24h，获得还原氧化石墨烯纳米片；c、将干燥之后还原氧化石墨烯纳米片在150~180rpm的立式行星球磨机中处理2~3h，再加入醋酸镍继续球磨1~3h；d、将混合好的还原氧化石墨烯纳米片与醋酸镍置于通有氮气的马弗炉中加热至350~4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悔改，张柯柯，霍福鹏，张萌，张超，赵培峰，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41