一种具有高强度低熔点Ag-Cu-In系合金钎料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高强度低熔点Ag

【技术实现步骤摘要】
一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钎焊中的银铜基钎料合金领域，具体涉及一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料及其制备方法。

技术介绍

[0002]贵金属银的熔点为970℃，由于其具有适中的熔点、优良的流动性、塑形、导电性、导热性、良好的抗腐蚀性，以及在贵金属中相对较低的价格，被广泛作为钎焊材料用于焊接。但是用纯银作为钎焊材料存在焊接温度高、焊件强度较低和成本偏高等问题，因此急需开发出新型银基钎料来解决纯银钎料存在问题。目前，国内关于银基合金钎料的研究较少，且品种单一，主要是Ag
‑
Cu基多组元合金钎料。银基钎料中铜元素是最主要的添加元素，添加铜能有效降低熔化温度，而且也不会影响塑性。当铜的含量达到28％时为共晶态，熔点为780℃。Ag
‑
28Cu共晶钎料合金由于具有合适的熔化温度、优异的塑料性能、良好的耐腐蚀性和优异的润湿性，且无毒，已被广泛应用于航空航天和家用电器工业。
[0003]虽然Ag
‑
Cu钎料合金在熔化温度、工艺性能、力学性能方面都具有很好的表现，但是随着人们对电子元器件焊接性能的不断提高，越来越追求多元化的发展。并且由于焊接过程中温度偏高会造成的热膨胀，对焊件的可靠性造成影响。因此，需要开发一种焊接温度更低，焊接强度更大的钎焊材料。
[0004]采用Ag
‑
Cu
‑/>In系钎焊材料进行焊接，能够显著降低钎料焊接温度，还能改善钎料合金的润湿性，同时改善焊焊件的焊接强度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料，以解决现有技术的上述问题。
[0006]本专利技术的方案是：
[0007]一种具有高焊接强度和低焊接温度的钎料，按质量百分数计：
[0008]Cu27～33％；
[0009]In5～15％；
[0010]余量为Ag。
[0011]作为优选的技术方案，所述Cu的原料形态为铜粒；所述In的原料形态为铟粒；所述Ag的原料形态为银粒。
[0012]本专利技术还公开了一种具有高强度低熔点的Ag
‑
Cu
‑
In系钎料，包括下列步骤：
[0013]1)配料，以质量百分数计，按照质量百分比配比以下组分，27～33％的Cu、5～15％的In、余量Ag，以上组分质量百分比总量为100％，分别称取银粒、铜粒与铟粒的原料形态；清洗后制备合金混料；
[0014]2)熔炼，将步骤1)中将合金混料置于真空感应熔炼炉中，先用机械泵抽真空至3～7Pa，再用分子泵抽至4
×
10
‑3Pa～4.5
×
10
‑3Pa，然后充入99.99％的氩气至0.04Pa～
0.06Pa；然后启动感应电流，采用15～16A电流进行熔炼，熔炼完毕冷却后取出，得到直径为16～18mm的纽扣铸锭；
[0015]3)均匀化热处理，将直径为16～18mm的铸锭置于真空管式炉中，在380℃～420℃下保温1～2小时后迅速放入冷水中进行淬火处理，得到合金铸锭；
[0016]4)轧制，将高度为5～8mm的合金铸锭在240～250℃下进行轧制，每次下压量为15％，轧制成0.2
±
0.02mm的合金箔材；
[0017]5)钎料箔材处理，将步骤4)获得的合金箔材用砂纸打磨去除表面氧化层，最终得到表面洁净的钎焊箔材。
[0018]作为优选的技术方案，所述步骤1)中配料按照密度放置，从下到上依次为铜粒、银粒与铟粒。目的是混合更加均匀。
[0019]作为优选的技术方案，所述步骤2)中熔炼的铸锭熔炼≥2遍。保证合金成分均匀。
[0020]作为优选的技术方案，所述步骤3)中将铸锭放置于400℃，真空度<3
×
10
‑3Pa环境下的真空管式炉中保温1h，保温结束后迅速放入冷水中进行水淬处理。
[0021]由于采用了上述技术方案，一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料及其制备方法，1)配料，以质量百分数计，按照质量百分比配比以下组分，27～33％的Cu、5～15％的In、余量Ag，以上组分质量百分比总量为100％，分别称取银粒、铜粒与铟粒的原料形态；清洗后制备合金混料；2)熔炼，将步骤1)中将合金混料置于真空感应熔炼炉中，先用机械泵抽真空至3～7Pa，再用分子泵抽至4
×
10
‑3Pa～4.5
×
10
‑3Pa，然后充入99.99％的氩气至0.04Pa～0.06Pa；然后启动感应电流，采用15～16A电流进行熔炼，熔炼完毕冷却后取出，得到直径为16～18mm的纽扣铸锭；3)均匀化热处理，将直径为16～18mm的铸锭置于真空管式炉中，在380℃～420℃下保温1～2小时后迅速放入冷水中进行淬火处理，得到合金铸锭；4)轧制，将高度为5～8mm的合金铸锭在240～250℃下进行轧制，每次下压量为15％，轧制成0.2
±
0.02mm的合金箔材；5)钎料箔材处理，将步骤4)获得的合金箔材用砂纸打磨去除表面氧化层，最终得到表面洁净的钎焊箔材。
[0022]本专利技术优点：
[0023]通过加入合金元素In，设计制备出新型Ag基三元合金钎料，可以降低钎料的焊接温度，改善合金的润湿性，同时焊接接头的剪切强度也有提升；除此之外，通过第三组元的加入，贵金属银的含量也显著降低，从而降低了合金的制造成本。
具体实施方式
[0024]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料及其制备方法以解决上述
技术介绍
中的问题。
[0025]一种具有高焊接强度和低焊接温度的钎料，按质量百分数计：
[0026]Cu27～33％；
[0027]In5～15％；
[0028]余量为Ag。
[0029]所述Cu的原料形态为铜粒；所述In的原料形态为铟粒；所述Ag的原料形态为银粒。
[0030]本专利技术还公开了一种具有高强度低熔点的Ag
‑
Cu
‑
In系钎料，包括下列步骤：
[0031]1)配料，以质量百分数计，按照质量百分比配比以下组分，27～33％的Cu、5～15％
的In、余量Ag，以上组分质量百分比总量为100％，分别称取银粒、铜粒与铟粒的原料形态；清洗后制备合金混料；
[0032]2)熔炼，将步骤1)中将合金混料置于真空感应熔炼炉中，先用机械泵抽真空至3～7Pa，再用分子泵抽至4
×
10
‑3Pa～4.5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料，其特征在于，由下列原料按照质量百分比制备而成：Cu 27～33％；In 5～15％；余量为Ag。2.如权利要求1所述的一种具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料，其特征在于：所述Cu的原料形态为铜粒；所述In的原料形态为铟粒；所述Ag的原料形态为银粒。3.一种制备如权利要求1至3任一权利要求所述的具有高强度低熔点Ag
‑
Cu
‑
In系合金钎料的方法，其特征在于，包括步骤：1)配料，以质量百分数计，按照质量百分比配比以下组分，27～33％的Cu、5～15％的In、余量Ag，分别称取银粒、铜粒与铟粒的原料形态；清洗后制备合金混料；2)熔炼，将步骤1)中将合金混料置于真空感应熔炼炉中，先用机械泵抽真空至3～7Pa，再用分子泵抽至4
×
10
‑3Pa～4.5
×
10
‑3Pa，然后充入99.99％的氩气至0.04Pa～0.06Pa；然后启动感应电流，采用15～16A电流进行熔炼，熔炼完毕冷却后取出，得到直径为16～18mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：许思勇，杨晓宇，何俊杰，邢猛，陈阳，周逸伦，郝惠军，张顺猛，熊凯，毛勇，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：