钎焊合金制造技术

本发明专利技术涉及新型钎焊合金，其包含铜、银、锌、锰、和铟，以及其产生和其使用的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钎焊合金钎焊是用于在连续生产和工件成型中连接组件的重要技术。钎焊是一个经济的过程，其使材料经受低水平的机械应力，以通过金属添加剂-钎焊料-连接金属组件。任选地，经常使用助焊剂和/或惰性气体。钎焊料的熔化温度低于待钎焊的金属组件的熔化温度。将二者通过熔化的焊料润湿，而其自身不熔化。熔化范围在600-800℃的通常钎焊合金经常是Ag-Cu-Zn焊料，并且它们被描述在诸如标准中，例如DINENISO17672和AWSA5.8M/A5.8-2011(钎焊填料金属)以及US-A-2019984。此类合金可用于许多应用，但在其腐蚀易感性方面并且由于对于给定的银含量应尽可能低的熔化范围而不总是满足所有需求。具有较高银含量的改进的Ag-Cu-Zn钎焊合金经常也包含镍(Ni)和锰(Mn)，并且从DE19725956已知。这类钎焊合金常用于工具工业。可添加镍以提高钎焊接头的强度以及改善在工具钢上的润湿行为。然而，这导致合金的熔化范围提高。EP-A-1078711公开了一种Ag-Cu-Zn钎焊合金，其包含少量的镓、铟、锡或锰。然而，这些合金经常缺乏良好的机械性能，例如韧性和变形性，并且如果银含量低则展示提高的熔化温度，并因此展示与较高银含量的材料相同的缺陷。CN-A-102909489公开了钎焊料，其适合于在850℃以上钎焊，但在例如720℃或730℃的较低温度下不适合。目的是提供新的钎焊合金，其易于生产，可以在大约710℃-730℃的最大钎焊温度下处理，而不管相对于Ag449显著降低的银含量，以不会不利地影响在用钢合金钎焊碳化物和金属陶瓷中的材料性能，因为由此超过了铁-碳相图中723℃的AC1温度，这导致形成奥氏体并因此导致冷却之后硬而脆的相，引起不期望的硬化和脆化。而且，在这些钎焊温度下，钎焊合金应在被钎焊的工件上展示至少250MPa的高剪切强度，其与根据DINENISO17672用标准焊料AG449可实现的剪切强度相当。另外，钎焊合金必须在室温下具有良好的冷加工能力(例如，用于冷轧或拉丝或线轧)以及足够的韧性以用于钎焊接头，并且不含镉，以便是生态无害的。已知，Ag-Cu-X合金的银含量在合金的液线温度中起重要作用，这是因为Ag-Cu二元系统的共晶行为。限定银含量的低熔化意味着，如果没有添加降低熔点的额外元素，限定银含量(例如28％)比具有49％银的合金具有显著更高的熔化温度。降低熔点的元素必须在工艺中以熟练方式结合并且与提高熔点的元素匹配，使得冷加工能力和接头连接的强度不会被不利地影响。通过根据权利要求所述的钎焊合金实现该目标。一个实施方式涉及一种钎焊合金，其包含25-33wt％银、15wt％-25wt％锌、6wt％-14wt％锰、0.25wt％-4wt％镍、0.5wt％-4wt％铟，铜和不可避免的杂质至100wt％，并且其中组分的量加起来总计100wt％；或者一种钎焊合金，其包含26-30wt％银、17wt％-23wt％锌、8wt％-12wt％锰、0.25wt％-2wt％镍、1wt％-3wt％铟，铜和不可避免的杂质至100wt％，并且其中组分的量加起来总计100wt％；或者一种钎焊合金，其包含27-29wt％银、18wt％-22wt％锌、9wt％-11wt％锰、0.5wt％-1.5wt％镍、1.5wt％-2.5wt％铟，铜和不可避免的杂质至100wt％，并且其中组分的量加起来总计100wt％。除了不可避免的杂质，这三个实施方式不含硅、碱金属和碱土金属、磷和镉。上述实施方式可任选地包含0-1.5wt％-尤其是0.1-1.5wt％-的锡和/或镓。可以加入这些用于控制熔点，尤其是降低熔点，但如果含量太高则导致脆化。而且，上述实施方式可优选地包含0-1.50-1wt％-尤其0.1-1wt％-的钴，可能连同锡、镓或其组合的前述加入。可以少量加入钴以控制熔点，但如果加入太多则导致液线温度急剧提高，以致施加仔细的剂量。上述实施方式可任选地包含0-0.5wt％-尤其0.1-0.5wt％-的锗，可能连同锡、镓、钴或其组合的前述加入。类似于锡和镓，可加入锗以精细调节熔点，但同样如果加入太多则导致脆化。由于其高毒性，要避免镉；由于其形成金属相，硅导致强度降低；并且碱金属和碱土金属(即锂、钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡和镭)对氧化敏感。可以不使用磷(P)，这是由于在包括铁和含铁合金的钎焊接头中形成了脆性金属间相。硅、碱和碱土金属、磷和镉可以是仅以不可避免杂质的量存在，就如限定的额外金属。不可避免的杂质一起的量可以不大于0.5wt％，优选地0.3wt％。铝可以以杂质存在，其量至多0.001wt％。磷、镁或钙，如同上面列出的其他碱和碱土金属，可以分别地以杂质存在，其量至多0.008wt％。隔、硒、碲、锡、锑、铋和砷可以以杂质存在，其每个量至多0.01wt％。铅可以以杂质存在，其量至多0.025wt％。硫可以以杂质存在，其量至多0.03wt％。硅也可以以杂质存在，其量至多0.05wt％和铁的量至多0.15wt％。杂质可以存在的量总计至多按重量计0.5％或按重量计0.3％或按重量计0.15％。“不含镉和磷”意味着分别地镉含量至多0.01wt％和磷含量至多0.008wt％。为了避免误解，应注意，本专利技术的钎焊合金必须包含铜。铜含量通常是20-53.5wt％。另外的实施方式涉及下面的钎焊合金，其除了不可避免的杂质不含硅、碱金属和碱土金属、磷和镉。在具体的实施方式中，钎焊合金因而包含25-33wt％、26-30wt％或27-29wt％银；15-25wt％、17-23wt％或18-22wt％锌；6-14wt％、8-12wt％或9wt％-11wt％锰；0.25-4wt％镍、0.25-2wt％或0.5-1.5wt％镍；0.5-4wt％铟、1-3wt％或1.5-2.5wt％铟；20-53.25wt％、30-47.75wt％或34-44wt％铜；0-1.5wt％锡、镓、或其组合，0-1wt％钴，0-0.5wt％锗，和不可避免的杂质，其中组分的量加起来总计100wt％；或者，在进一步的实施方式中，25-33wt％银，15-25wt％锌，6wt％-14wt％锰，0.25wt％-4wt％镍，0.5wt％-4wt％铟，20-53.25wt％铜，0-1.5wt％锡、镓或其组合，0-1wt％钴，0-0.5wt％锗，和不可避免的杂质，其中组分的量加起来总计100wt％；或者，在进一步的实施方式中，26-30wt％银，17-23wt％锌，8wt％-12wt％锰，0.25wt％-2wt％镍，1wt％-3wt％铟，30-47.75wt％铜，0-1.5wt％锡、镓或其组合，0-1wt％钴，0-0.5wt％锗，和不可避免的杂质，其中组分的量加起来总计100wt％；或者，在进一步的实施方式中，27-29wt％银，18-22wt％锌，9wt％-11wt％锰，0.5wt％-1.5wt％镍，1.5wt％-2.5wt％铟，34-44wt％铜，0-1.5wt％锡、镓或其组合，0-1wt％钴，0-0.5wt％锗，和不可避免的杂质，和其中组分的量加起来总计100wt％。合金的合适的实例由39wt％铜、28wt％银、20wt％锌、10wt％锰、2wt％铟、和1wt％镍组成。钎焊合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
钎焊合金，其除了不可避免的杂质，不含硅、碱金属和碱土金属、磷和镉，包含25‑33wt％银、15‑25wt％锌、6wt％‑14wt％锰、0.25wt％‑4wt％镍、0.5wt％‑4wt％铟、几乎多达100wt％的铜和不可避免的杂质，并且其中组分的量加起来总计100wt％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 DE 102015100937.41.钎焊合金，其除了不可避免的杂质，不含硅、碱金属和碱土金属、磷和镉，包含25-33wt％银、15-25wt％锌、6wt％-14wt％锰、0.25wt％-4wt％镍、0.5wt％-4wt％铟、几乎多达100wt％的铜和不可避免的杂质，并且其中组分的量加起来总计100wt％。2.根据权利要求1所述的钎焊合金，其包含26-30wt％银、17-23wt％锌、8wt％-12wt％锰、0.25wt％-2wt％镍、1wt％-3wt％铟、几乎多达100wt％的铜和不可避免的杂质，并且其中组分的量加起来总计100wt％。3.根据权利要求1或2所述的钎焊合金，其包含27-29wt％银、18-22wt％锌、9wt％-11wt％锰、0.5wt％-1.5wt％镍、1.5wt％-2.5wt％铟、几乎多达100wt％的铜和不可避免的杂质，并且其中组分的量加起来总计100wt％。。4.根据权利要求1-3的一项或多项所述的钎焊合金，其包含0-1.5wt％尤其是0.1-1.5wt％的锡和/或镓、0-1wt％尤其是0.1-1wt％的钴和/或0-0.5wt％尤其是0.1-0.5wt％的锗。5.根据前述权利要求的一项或多项所述的钎焊合金与助焊剂的组合。6.用于连接金属零件的方法，包括以下步骤：-提供基础材料；-...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·维尔，S·蒂尔罗夫多普，I·法尔海尔，M·申普夫曼，D·施内，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE