一种提高异质材料钎焊强度的高活性药芯钎料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种提高异质材料钎焊强度的高活性药芯钎料及制备方法。药芯钎料包括药芯和至少部分包裹在药芯表面的外皮；其中，外皮包括：银30质量份

A high active flux cored solder for improving the brazing strength of heterogeneous materials and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种提高异质材料钎焊强度的高活性药芯钎料及制备方法


[0001]本专利技术涉及钎焊
，具体而言，涉及一种提高异质材料钎焊强度的高活性药芯钎料及制备方法。

技术介绍

[0002]钎焊是一种应用非常广泛的焊接方法，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件。钎焊是实现众多异质材料之间连接的重要手段之一。
[0003]银基钎料是铜和钢、钢和硬质合金、高温合金和硬质合金等异质材料钎焊常用钎料，异质材料之间的接头强度是其性能的重要指标。现有钎料存在活性弱、接头连接强度低等缺点。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题至少其中之一，本专利技术提供一种提高异质材料钎焊强度的药芯钎料，包括药芯和至少部分包裹在药芯表面的外皮；其中，外皮包括：银 30质量份
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55质量份；铜 25质量份
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50质量份；锌 20质量份
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45质量份；钴 1.5质量份
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2.5质量份；外皮还包括：锗 0.2质量份
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0.7质量份；和/或硅 0.2质量份
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0.7质量份；和/或活性金属 0.1质量份
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0.3质量份；活性金属包括钛、铬、锆中的至少一种；药芯包括银基钎剂；药芯还包括铝和/或硅。
[0005]在本实施例中，以银、铜、锌、钴为主要的成分，优化合金的组分并且添加了微量活性金属元素，可显著提高铜和钢、钢和硬质合金等异种金属间的钎焊接头强度。
[0006]进一步的，外皮包括：银 35质量份
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45质量份；铜 28质量份
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30质量份；锌 18质量份
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22质量份；钴 1.8质量份
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2.2质量份；钎料还包括：锗 0.4质量份
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0.6质量份；或硅 0.4质量份
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0.6质量份；或活性金属 0.15质量份
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0.25质量份；活性金属包括钛、铬、锆中的至少一种。
[0007]其中，药芯中的铝和硅以粉末的形式添加，铝粉或硅粉的粒度直径小于10μm。在本实施例中，添加超细铝粉和硅粉可以脱氧，提高钎料的润湿性、提高钎焊接头的钎着率。
[0008]进一步的，药芯包括：银基钎剂 92质量份
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96质量份；铝 2质量份
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6质量份；硅 0.2质量份
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2质量份。
[0009]采用上述范围的质量比有利于进一步提高钎焊接头的强度。
[0010]进一步的，银基钎剂选自银钎剂FB101、银钎剂FB102、银钎剂FB103、银钎剂FB104中的至少一种。
[0011]本实施例还提供一种药芯钎料的制备方法，包括以下步骤：S11：根据外皮的金属配比熔炼得到钎料合金，将钎料合金轧制成片状钎料外皮；S12：将片状钎料外皮包裹在药芯的表面，得到复合药芯；S13：将复合药芯拉拔得到药芯钎料。
[0012]在本实施例中，药芯钎料的制备也可以先将片状钎料外皮卷成所需要的形状，然后在里面填充药芯得到。这一方法操作简单，适合大规模生产。
[0013]进一步的，钎料合金的熔炼步骤包括：S21：将银、铜以及锗和/或硅和/或活性元素放入坩埚内，进行感应加热，待金属完全熔化后，加入铜钴中间合金；S22：待铜钴中间合金完全熔化，停止加热，并且加入锌；S23：最后浇铸得到钎料合金。
[0014]在本实施例中，钴通过铜钴合金的形式添加，有助于钴在钎料合金中的分散，待铜钴合金完全熔化之后停止加热，并且加入锌，通过合金熔液的余热熔炼锌，在节约能源的同时也避免了材料的烧损。
[0015]进一步的，片状钎料外皮贴近药芯的一侧表面的粗糙度不小于Ra0.8。
[0016]在本实施例中，片状钎料外皮贴近药芯的一侧表面粗糙化之后，可提高外皮和药芯之间的碰撞接触面积，从而可以进一步的避免钎剂团聚引起的药芯的断粉现象。进一步的，将复合药芯拉拔得到药芯钎料；在拉拔的同时附加超声振动。
[0017]在本实施例中，复合药芯在拉拔的时候，超声振动的力传递到外皮和药芯，促使外皮和钎料药芯碰撞摩擦，破碎团聚的钎剂颗粒，有效抑制钎剂团聚，明显改善药芯的断粉现象，使药芯中的钎剂更均匀。
[0018]进一步的，超声振动的振动频率为5KHz
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40KHz，超声振幅为2μm
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4μm。在本实施例中，超声振动频率可以是5KHz、10KHz、15KHz、20KHz、25KHz、30KHz、35KHz、40KHz,；超声振幅可以是2μm、3μm、4μm。
附图说明
[0019]图1为本专利技术对比例1不添加钴的钎料微观组织图。
[0020]图2为本专利技术实施例2提供的钎料钴含量为1.5%的微观组织图。
[0021]图3为本专利技术对比例2不添加活性元素的钎料微观组织图。
[0022]图4为本专利技术实施例5提供的钎料钛含量为0.3%的微观组织图。
[0023]图5为本专利技术实施例6提供的药芯钎料横截面电镜图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术提供一种提高异质材料钎焊强度的药芯钎料，包括药芯和至少部分包裹在药芯表面的外皮；其中，外皮包括：银 30质量份
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55质量份；铜 25质量份
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50质量份；锌 20质量份
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45质量份；钴 1.5质量份
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2.5质量份；外皮还包括：锗 0.2质量份
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0.7质量份；和/或硅 0.2质量份
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0.7质量份；和/或活性金属 0.1质量份
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0.3质量份；活性金属包括钛、铬、锆中的至少一种；药芯包括银基钎剂；药芯还包括铝和/或硅。
[0026]在本实施例中，以银、铜、锌、钴为主要的成分，优化合金的组分并且添加了微量活
性金属元素，可显著提高铜和钢、钢和硬质合金等异种金属间的钎焊接头强度。
[0027]参见图1和图2，其中，图1为不添加钴的钎料的微观组织图，图2为本实施例提供的钎料钴含量为1.5%的微观组织图。从图2可以看出，钴在钎料中呈现颗粒状，弥散分布在基体内，可以起到弥散强化的作用，从而提高钎料的强度。
[0028]参见图3和图4，其中，图3为不添加活性元素的钎料微观组织图，图4为本实施例提供的钎料钛含量为0.3%的微观组织图。从图4中可以看出，活性元素钛可以细化钎料组织，对钎料起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高异质材料钎焊强度的高活性药芯钎料，其特征在于，包括药芯和至少部分包裹在所述药芯表面的外皮；其中，所述外皮包括：银 30质量份
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55质量份；铜 25质量份
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50质量份；锌 20质量份
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45质量份；钴 1.5质量份
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2.5质量份；所述外皮还包括：锗 0.2质量份
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0.7质量份；和/或硅 0.2质量份
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0.7质量份；和/或活性金属 0.1质量份
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0.3质量份；所述活性金属包括钛、铬、锆中的至少一种；所述药芯包括银基钎剂；所述药芯还包括铝和/或硅。2.根据权利要求1所述的药芯钎料，其特征在于，所述药芯包括：银基钎剂 92质量份
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96质量份；铝 2质量份
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6质量份；硅 0.2质量份
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2质量份。3.根据权利要求1或2所述的药芯钎料，其特征在于，所述银基钎剂选自银钎剂FB101、银钎剂FB102、银钎剂FB103、...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟民，钟素娟，宋晓国，张丽霞，傅玉灿，吴铭方，薛松柏，纠永涛，张雷，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：