硬钎料，其用途及与助焊剂的组合，通过硬钎焊连接金属部件的方法技术

本发明专利技术涉及新型的硬钎料，其包含铜、银、锌、锰和选自铟、镓和锡中的至少一种金属，所述硬钎料不含镉和磷，除了不可避免的杂质之外，其包含铜、15.5wt％至49wt％的银、10wt％至35wt％的锌、6wt％至19wt％的锰、0.1wt％至5wt％的选自铟、镓、锡中的至少一种金属及其组合,余量为铜和不可避免的杂质，条件是如果银含量为35wt％至49wt％，锰含量大于8wt％。本发明专利技术进一步涉及一种夹层硬钎料，该硬钎料的用途及硬钎料与助焊剂的组合，以及通过硬钎焊连接金属部件的方法，硬钎焊制品。

Hard solder, its use and combination with flux, method of connecting metal parts by hard soldering

【技术实现步骤摘要】
硬钎料，其用途及与助焊剂的组合，通过硬钎焊连接金属部件的方法本申请是原始中国专利申请号CN201310419578.6，申请日2013年9月16日，专利技术“硬钎料，其用途及与助焊剂的组合，通过硬钎焊连接金属部件的方法”的分案申请。
本专利技术涉及一种硬钎料，夹层硬钎料，该硬钎料的用途及硬钎料与助焊剂的组合，以及通过硬钎焊连接金属部件的方法，硬钎焊制品。
技术介绍
硬钎焊为在连续生产中和样件成型中用于连接组件的重要技术。硬钎焊为一种经济的工序，其使材料经历低水平的应力，任选地使用助焊剂和/或惰性气体，借助金属添加剂(焊料)连接金属组件。焊料的熔融温度低于待连接的金属的熔融温度，并且所述金属被焊料润湿而不会熔融。焊接材料根据其液线温度通常分为软钎料(solderingfillermetal)和硬钎料(brazingfillermetal),具有大于450℃的液线温度的焊料被称作硬钎料,以及具有低于450℃的液线温度的那些被称作软钎料或软焊料。示例地，软焊料用于电子用途，因为过高的温度可能损坏所使用的组件。用于600-800℃的熔融范围的常用的硬钎料通常为Ag-Cu-Zn硬钎料。例如，在标准如DINENISO17672和AWSA5.8M/A5.8-2011(BrazingFillerMetals)，以及US-A-2019984中描述了这种硬钎料。这种合金可以用于多种用途，但是并不是总能达到要求，因为更高的腐蚀敏感性和通常需要在给定银含量时合金的熔融范围非常低。此外，也已知具有更高银含量且还包含镍(Ni)和锰(Mn)的改性的Ag-Cu-Zn硬钎料，并且例如在DE19725956中公开。这种硬钎料通常用于工具工业中。加入镍以提高钎焊连接的强度，并提高在工具钢上的润湿性能。然而，这导致合金的熔融范围增高。EP-A-1078711公开了可以包含少量的镓、铟、锡或锰的Ag-Cu-Zn硬钎料。然而，这些合金通常机械性能(例如，延展性和变形性)不足，还显示提高的熔融范围和具有高银含量的硬钎料的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种硬钎料，其易于制备，在给定银含量下具有低熔点，在常温下具有良好的变形性(例如，冷轧或冷拉丝)，并且在钎焊连接处具有足够的延展性，以及不包含生态有害的镉。本领域中众所周知，由于二元Ag-Cu体系的低共熔性能，Ag-Cu-X合金中的银含量对合金的液线温度起到关键的作用。在给定银含量时的低熔融温度表示：当与从DINENISO17672和AWSA5.8M/A5.8-2011(BrazingFillerMetals)，以及US-A-2019984中的标准化合金比较时，固定Ag含量(例如，25％)导致显著更低的熔融温度(低超过15℃)。通过明智地选择其它合金化元素可以实现在给定Ag含量下的液线温度的改进。该目的是通过下面的硬钎料而达到的，该硬钎料不含镉和磷，该硬钎料包含：5wt％至49wt％的银(Ag)10wt％至35wt％的锌(Zn)6wt％至19wt％的锰(Mn)0.1wt％至5wt％的选自铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)中的至少一种金属及其组合,余量为铜和不可避免的杂质，条件是如果银含量为35wt％至49wt％，锰含量大于8wt％。所有组分的百分比之和为100wt％。1、除了不可避免的杂质之外，不含镉和磷的硬钎料包含铜、15.5wt％至49wt％的银、10wt％至35wt％的锌、6wt％至19wt％的锰、0.1wt％至5wt％的选自铟、镓、锡中的至少一种金属及其组合,余量为铜和不可避免的杂质，条件是如果银含量为35wt％至49wt％，锰含量大于8wt％。Mn将经典的Ag-Cu-Zn体系拓宽以降低在给定的Ag含量下的液线温度。Ag-Cu-Zn-Mn液线温度仍然比所需的低液线温度高20-50℃。因此，需要Sn/In/Ga以降低液线温度，并可以与Ag-Cu-Zn-Sn系合金竞争。2、根据项1所述的硬钎料，包含15wt％至25wt％的锌。太高的Zn含量使合金变脆/太低的含量导致高液线温度。3、根据项1或2所述的硬钎料，包含7wt％至15wt％的锰。太低的含量导致高液线温度/太高Mn浓度导致润湿问题。4、根据项1至3中任一项所述的硬钎料，包含15.5wt％至44wt％的银。希望置换的Ag范围达到650-850℃的液线温度。5、根据项1至4中任一项所述的硬钎料，包含8wt％至19wt％的锰。6、根据项1至5中任一项所述硬钎料，包含1wt％至4wt％的选自铟、镓、锡及其组合中的金属。需要Sn/In/Ga以降低液线温度，并可以与Ag-Cu-Zn-Sn系合金竞争。7、根据项1至6中任一项所述硬钎料，包含1wt％至3wt％的选自铟、镓、锡及其组合中的第二金属和/或第三金属。8、根据项7所述的硬钎料，包含的所述第二金属和/或第三金属的量为1wt％至2wt％。例如Sn2In1的组合是有利的，因为与仅用Sn2或In1相比液线温度更有效地降低。9、根据项1至8中任一项所述的硬钎料，其中，不可避免的杂质总共不超过0.5wt％或0.3wt％的量。否则，钎焊合金的性能变化太多，例如，由于添加Pb/Bi，延展性下降。10、根据项1至9中任一项所述的硬钎料，进一步包含硅、锑、钯、金、铱、铑、钌、锇、铂、钛、锂、锗、镍、铁、钴及其组合中的金属，所述金属可以以至多这些金属总重量的6wt％的量任选地存在。这些金属对性能没有不利影响。相反地，它可以提高选择的性能，例如，对工具钢的润湿性能。11、根据项1至10中任一项所述的硬钎料，包含至多7wt％量的镍。镍改善硬钎焊合金在钢，特别是在工具钢上的润湿性和流动性能。12、根据项1至11中任一项所述的硬钎料，包含至多5wt％量的锑、钛、铁、镍或钴。锑可以进一步降低液线温度/铁、镍、钴提高合金的延展性。13、根据项1至12中任一项所述的硬钎料，包含至多3wt％量的锗或钛。钛为活性合金组分，其使得合金在“难以润湿”的表面(例如陶瓷)润湿。已知锗改善合金在钢上的润湿性。14、根据项1至13中任一项所述的硬钎料，包含至多2wt％量的锑、锗、锂、硅或钴。锂和硅非常有效地降低合金的液线温度，而硅尤其改善流动性能。15、根据项1至14中任一项所述的硬钎料，包含至多1wt％量的硅或锂。锂和硅非常有效地降低合金的液线温度，而硅尤其改善流动性能。然而，太大量的这两种元素会导致合金和硬钎焊连接处变脆。16、根据项1至15中任一项所述的硬钎料，包含5wt％至68.4wt％量的铜。17、根据项1至16中任一项所述的硬钎料，包含7wt％至61.5wt％量的铜。18、根据项1至17中任一项所述的硬钎料，包含21wt％至68.4wt％量的铜。19、根据项1至18中任一项所述的硬钎料，包含34.3wt％至52wt％量的铜。20、根据项1至19中任一项所述的硬钎料，包含0.01wt％至2wt％，特别地0.05wt％至1wt％量的硅。硅非常有效地降低合金的液线温度，而硅尤其改善流动性能。21、根据项1至20中任一项所述的硬钎料，包含0.01wt％至5wt％，特别地0.05wt％至2wt％量的锑。锑可以进一步降低液线温度，太大的量使合金变脆。22、根据项1至21中任一项所述的硬钎料，包含0.01wt％至5wt％，特别地0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不含镉和磷的硬钎料，除了不可避免的杂质之外，其包含铜、15.5wt％至24wt％的银、20wt％至25wt％的锌、9wt％至11wt％的锰、1wt％至4wt％的选自铟、镓、锡中的至少一种金属及其组合,余量为铜和不可避免的杂质，并且其中硅含量限定到最多0.3wt％。

【技术特征摘要】
2013.07.31 EP 13178769.91.一种不含镉和磷的硬钎料，除了不可避免的杂质之外，其包含铜、15.5wt％至24wt％的银、20wt％至25wt％的锌、9wt％至11wt％的锰、1wt％至4wt％的选自铟、镓、锡中的至少一种金属及其组合,余量为铜和不可避免的杂质，并且其中硅含量限定到最多0.3wt％。2.根据权利要求1所述的硬钎料,其包含20wt％至24wt％的银。3.根据权利要求1或2所述的硬钎料，其包含20wt％或24wt％的银。4.根据权利要求1至3中任一项所述的硬钎料，其包含1wt％至4wt％的选自铟、镓、锡及其组合的金属。5.根据权利要求1至4中任一项所述的硬钎料，其中，所述不可避免的杂质总共不超过0.5wt％。6.根据权利要求1至5中任一项所述硬钎料，其包含最多2wt％的铟或锡。7.一种夹层硬钎料，其包含根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡特尔·维尔，贝恩德·肯普夫，丹尼尔·施内，塞巴斯蒂安·施塔克，赫尔穆特·里斯，史蒂芬·蒂尔洛夫，
申请(专利权)人：尤米科尔股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE