一种无镉低银钎料制造技术

一种无镉低银钎料，属于金属材料类的钎焊材料技术领域。其特征在于，按质量百分数配比是：8.0%～10.0%的Ag，38.0%～42.0%的Zn，6.0%～10.0%的Sn，1.5%～2.5%的In，1.5%～2.5%的Ga，1.5%～2.5%的Ni，0.0001%～0.0005%纳米HfC，0.0001%～0.0005%纳米ZrC，余量为Cu。本发明专利技术的钎料固相线温度≤700℃，液相线温度≤750℃。配合市售FB102钎剂，钎焊紫铜

【技术实现步骤摘要】
一种无镉低银钎料


[0001]本专利技术属于金属材料类的钎焊材料
，具体涉及一种无镉低银钎料。

技术介绍

[0002]现有文献如GB/T 10046
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2018《银钎料》中推荐的BAg25CuZn钎料，其熔化温度范围为固相线700℃，液相线790℃，是市场上非常受钎料用户欢迎、性价比最高的银钎料之一。但是，其25%
±
1%的Ag含量，在贵金属银的价格不断上涨、银钎料用户面临激烈竞争、要求“材料成本”不断降低以提高产品竞争力的情况，研发具有更低银含量且钎料具有更优性能的无镉低银银钎料一直是相关制造业的技术人员面临的热点课题。
[0003]申请者研究发现，GB/T 10046
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2018《银钎料》中BAg20CuZn(Si)钎料虽然固相线温度还稍低于BAg25CuZn钎料，但是，Ag含量仍然偏高，成本降低不显著；BAg12CuZn(Si)钎料银含量显著低于BAg25CuZn钎料，材料成本降低显著，但是，钎料的固相线、液相线温度均显著高于BAg25CuZn钎料，容易造成材料的“过烧”、“软化”，因此不利于许多材料或结构的钎焊。
[0004]本专利技术人通过文献检索发现，在已公开的中国专利文献中，有关新型低银钎料的技术信息略以例举，如文献CN102416530B报道了一种无镉低银钎料，其特征在于：无镉低银钎料的化学成分按质量百分数配比为16.5%～20.5%的Ag，36.5%～42.5%的Zn，1.5%～3.5%的Sn，0.01%～0.6%的Ni，0.001%～0.1%的Si，0.001%～0.1%的Al，0.001%～0.1%的Ba，0.001%～0.1%的Zr，余量为Cu。其银含量为16.5%～20.5%，仍然偏高。文献CN112108790A报道了一种无镉低银钎料及其制备方法，所述无镉低银钎料是由Ag、Cu、Zn、In、Sn、Ni和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13.5～20%的Ag，40～48%的Cu，1～3%的In，1～3%的Sn，0.1～1.0%的Ni，0.001～0.2%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑、锆、钇中的一种或多种组成，余量为Zn。该专利技术的钎料为含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好，但是银含量仍然高达13.5以上且钎料性能亦还存在许多不足。文献CN106077995A报道了一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法，适用于不锈钢和紫铜、黄铜等铜合金的钎焊。该专利技术由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，各组分的重量百分比分别为：13～19%的Ag，25.5～38%的Zn，35～40%的Cu，1.0～5.5%的Sn，7～14%的Mn，0.5～3.0%的Ni，0.001～0.3%的微量元素R。该专利技术的钎料为含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好的多元银钎料用于钎焊紫铜、黄铜与不锈钢。这与文献CN112108790A报道的钎料类似，性能上同样还存在许多不足。
[0005]大量的研究文献指出，无镉银钎料能够降低熔化温度（或称固相线温度、液相线温度）的共同特点是添加至少一种或多种低熔点元素如Sn（熔点231.9℃）、In（熔点156.6℃）、Ga（熔点29.76℃）、Li（熔点180.5
º
C）以及能降低钎料熔点的Ni元素等。由于In、Ga、Li属于“稀有元素”，全世界的年产量亦很有限，In、Ga的价格与白银相当或高于白银；由于新能源汽车的高速发展，近年来Li的价格也疯狂上涨至300万元/吨（3000元/kg），远远高于Cu（约为65元/kg），因此，当In、Ga添加量高于2.5wt.%时，批量生产应用的价值则会大大降低；Sn
元素价格相对Ag来说不算高且储量较为丰富，但是，大量添加Sn时，由于易形成硬而脆的金属间化合物Cu6Sn5，造成银钎料“加工困难”。据文献报道，已知的高锡钎料除了在BAg60CuSn钎料中Sn的添加量可以达到9.5%～10.5%外，在Ag
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Cu
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Zn
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Sn系列钎料中一般添加量均在1.5%～2.5%，仅有个别型号如BAg56CuZnSn中Sn的添加量为4.5%～5.5%（参见GB/T 10046
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2018《银钎料》第4页表1（续））。
[0006]基于市场对银含量≤10%、对于常用金属（如铜、钢、不锈钢等）具有优良润湿铺展性能、较高的钎缝力学性能等性能（接近或优于BAg25CuZn钎料）、钎料液相线温度低于760℃的“无镉低银钎料”的极大需求，本申请人对此进行了大量的探索与研究，取得了有益的结果，本技术方案便是在这种背景下专利技术的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的任务在于提供一种Ag含量在8.0%～10.0%范围，液相线温度≤760℃，适用于紫铜
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黄铜（本申请主要针对H58黄铜）、紫铜
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不锈钢（本申请主要针对304不锈钢）、黄铜
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不锈钢、Q235钢
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不锈钢等材料钎焊的无镉低银钎料，以满足钎料用户降低成本、提升产品质量、增强产品市场竞争力的需要。
[0008]对比分析、比较现行有效版本欧盟RoHS2.0指令和中国GB/T 10046
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2018《银钎料》标准发现，在不含镉元素（即Cd≤0.010%）、主成份元素为Ag、Cu、Zn的银钎料中，BAg25CuZn钎料的固相线温度为700℃、液相线温度为790℃。随着Ag含量的降低，如BAg20CuZn(Si)、BAg12CuZn(Si)、BAg5CuZn(Si)钎料，它们的液相线温度分别提高至810℃、830℃、870℃，这对于紫铜、黄铜结构或工件的钎焊来说，极易引起紫铜、黄铜母材的“过烧”而软化（紫铜熔点为1085℃，H58黄铜熔点约为934～967℃），可见，如果采用技术手段，将银含量≤10%左右的AgCuZn钎料的液相线温度能够降低至760℃以下甚至更低，经济效益与实用价值将十分显著。
[0009]本专利技术的任务是这样来完成的：一种无镉低银钎料，其特征在于，按质量百分数配比是：8.0%～10.0%的Ag，38.0%～42.0%的Zn，6.0%～10.0%的Sn，1.5%～2.5%的In，1.5%～2.5%的Ga，1.5%～2.5%的Ni，0.0001%～0.0005%纳米HfC，0.0001%～0.0005%纳米ZrC，余量为Cu。
[0010]使用银板、阴极铜、锌锭、锡锭、金属铟、金属镓、金属镍、按成分配比加入，采用中频冶炼工艺冶炼。浇铸前添加微量纳米HfC与纳米ZrC粉末，搅拌均匀后浇铸成铸锭。然后通过挤压、拉拔，即得到所需要的钎料丝材。本专利技术的钎料固相线温度≤700℃，液相线温度≤750℃。
[0011]本专利技术中使用的银板纯度为99.99%，阴极铜、锌锭、锡锭、金属镍、金属铟、金属镓纯度为99.9%，纳米HfC与纳米ZrC为市售产品，其粒径为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无镉低银钎料，其特征在于:按质量百分数配比是：8.0%～10.0%的Ag，38.0%～42.0%的Zn，6.0%～10.0%的Sn，1.5%～2.5%的In，1.5%～2.5%的Ga，1.5%～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛永旺，薛松柏，张鹏，盛婕，
申请(专利权)人：浙江永旺焊材制造有限公司，
类型：发明
国别省市：