特种合金稀土银钎料制造技术

本发明专利技术涉及一种特种合金稀土银钎料，适用于铜与铜合金、硬质合金、碳钢、不锈钢及镍基合金等金属工件的钎焊，属于中温钎焊材料。目前还没有一种性能优异，价格不高的银钎料，从而阻碍了钎焊领域的发展。本发明专利技术由Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、混合稀土和Ｚｎ组成，各组分的重量百分比分别为：２５－３５％的Ａｇ，３２－３８％的Ｃｕ，１－２．５％的Ｓｎ，０．５－２．０％的Ｎｉ，０．０１－１％的Ｍｎ，０．１－１．０％的Ｌｉ，０．０１－０．５％的Ｓｉ，０．００１－０．１％的混合稀土，余量为Ｚｎ，混合稀土由镧和铈组成。本发明专利技术的性价比高，钎料熔化温度较低，润湿性和流动性好，钎焊接头机械强度高，钎焊工艺性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特种合金稀土银钎料，适用于铜与铜合金、硬质合金、碳钢、不锈钢及镍基合金等金属材料工件的钎焊，可广泛应用于制冷、机械、机电、电器、仪器仪表压縮 机等行业的钎焊中，属于一种中温钎焊材料。
技术介绍
在目前常用的银钎料中，银所占的重量百分比通常在40 %以上，如公开日为2006 年05月03日，公开号为CN1765564的中国专利中，公开了一种含镓和铈的无镉银钎料，该 银钎料中所含的银的重量百分比达50%左右；又如公开日为2003年03月26日，公开号为 CN1404957的中国专利中，公开了一种无镉银钎料，该银钎料中所含的银的重量百分比也超 过40%。随着有色金属原材料价格的不断上涨，特别是贵金属白银价格的上涨，用于铜与铜 合金、硬质合金、碳钢、不锈钢及镍基合金材料的钎焊材料面临巨大的成本压力，在激烈的 市场竞争下，大大削弱了使用BAg40CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料企业的竞争力。 目前也有一些银含量相对较低的银钎料，如公开日为2008年02月27日，公开号 为CN101130220的中国专利中，公开了一种无镉银钎料，该银钎料中的银含量在29-41%之 间，但是该银钎料的表面容易被氧化，不能对进行钎焊后的金属表面起到保护作用，且钎料 的润湿性较差。再如公开日为2005年05月18日，公开号为CN1616182的中国专利中，公 开了一种中温Ag基钎料及其制备方法，该Ag基钎料中的银含量在29. 5-30. 5%之间，但是 该Ag基钎料钎焊硬质合金、镍基合金接头的机械性能不理想。又如公开日为2009年09月 09日，公开号为CN101524793的中国专利中，公开了一种含锂和铌的无镉银钎料及其生产 方法，该银钎料中含有高熔点的铌元素，导致银钎料的熔化温度较高，提高了钎焊温度，使 得钎焊工艺较为复杂，容易引起母材的过热或者过烧，难以对硬质合金进行低温钎焊。 综上所述，目前还没有一种性能优异，价格不高的银钎料，从而阻碍了钎焊领域的 发展。研究开发出一种既符合欧盟RoHS指令要求，在钎焊材料中不含有害化学元素Cd，又 具有良好的钎焊工艺性能，熔化温度较低，性价比较高的新型银钎料来替代BAg40CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料已迫不及待。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种性价比高，不含 镉元素，钎料熔化温度较低，润湿性和流动性好，钎焊接头机械强度高，钎焊工艺性能好的 特种合金稀土银钎料。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是该特种合金稀土银钎料由Ag、 Cu、 Sn、 Ni、 Mn、 Li、 Si、混合稀土和Zn组成，所述各组分的重量百分比分别为25-35%的Ag， 32-38%的Cu， 1-2. 5%的Sn，O. 5—2. 0%的Ni，O. 01—1 %的Mn，O. 1—1. 0%的Li，O. 01—0. 5% 的Si，O. 001-0. 1%的混合稀土，余量为Zn，所述混合稀土由镧和铈组成。 本专利技术所述各组分的重量百分比分别为25-35 %的Ag， 32-38 %的Cu， 1_2%的Sn，O. 5-1. 5%的Ni，O. 1-0. 8X的Mn，0. 3-1. 0%的Li，O. 01-0. 5%的Si，O. 001-0. 1%的混 合稀土，余量为Zn。 本专利技术所述各组分的重量百分比分别为30%的Ag，35X的Cu，2. 0%的Sn， 1. 0% 的Ni， 0. 3%的Mn， 0. 5%的Li， 0. 03%的Si， 0. 01 %的混合稀土，余量为Zn。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果1、含有的贵金属白银较少，比 BAg40CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料减少白银含量10 %左右，大大降低了生产成本，节约了 贵金属白银的用量；2、钎焊硬质合金、镍基合金时具有优良的机械性能，是其它银钎料无法 比拟的，经客户使用后反馈钎焊工艺性能优良，质量稳定，工艺性能指标高于BAg45CuZn银 钎料；3、该钎料的熔化温度为660 710°C ，固、液相线温度低于BAg45CuZn银钎料，并且熔 化温度区间较小，钎焊时可降低钎焊温度，防止母材的过热或过烧，特别适用于硬质合金的 低温钎焊；4、该钎料的塑性好，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等； 5、钎料的抗拉强度可达510 545MPa ;钎焊铜接头其抗拉强度为250 295MPa，抗剪强度 为165 205MPa ;钎焊硬质合金、刀具等工件其接头抗拉强度可达390 450MPa，抗剪强度 为310 355MPa ;6、可广泛应用于制冷、机械、机电、电器、压縮机等行业的电阻钎焊、火焰 钎焊以及高频感应钎焊。 本专利技术中添加化学元素Sn用于降低钎料的熔化温度，提高钎料合金的润湿性和 流动性，但Sn的含量不能过高，超过2. 5%容易形成Ag3Sn、Cu41Snil脆性化合物，使钎料塑性 和钎焊接头强度下降。本专利技术中添加化学元素Ni增加了钎料的强度、韧性以及钎焊接头的 抗腐蚀能力，特别是能够提高硬质合金钎焊接头的强度，但Ni的含量不能过高，一旦Ni的 含量较高时，会使钎料合金的熔化温度升高、降低钎料的润湿性和流动性。化学元素Mn在 Ag、 Cu中的固熔度较大，本专利技术中添加Mn能够提高钎料的高温强度，同时可降低钎料合金 的固液相线温度、改善润湿性能，钎焊时具有二次脱氧的功能。 本专利技术中添加化学元素Li起到自钎剂的作用，且Li又不会与银形成脆性化合物 相，由于Li是很活泼的化学元素，是一种表面活性剂，钎焊时Li的氧化物Li20能与许多金 属氧化物形成低熔点的复合化合物，从而大大降低钎焊温度，而且氧化锂对水的亲和力极 大，它同周围环境中的水作用，形成熔点为450°C的LiOH，这层熔化的LiOH几乎能溶解所有 的氧化物，它呈薄膜状覆盖在金属表面上，起到保护作用，进而提高钎料的润湿性。本专利技术 中添加化学元素Si能够有效抑制熔炼和钎焊时化学元素Zn的挥发，并且可细化钎料合金 的晶粒，使其组织细化，提高钎料的可塑性，克制脆性相的生成，改善钎料的加工性能。本发 明中添加少量混合稀土 La和Ce主要是降低银钎料中有害杂质元素Pb、Bi对钎料的不良影 响，La和Ce能与Pb、 Bi形成LaPb、 CePb、 LaBi、 CeBi化合物，抑制Pb单质相和Bi单质相 的形成，消除低熔点单质相的先熔析出现象，从而祛除了杂质Pb、 Bi对银钎料铺展、润湿性 能的有害作用，另外，混合稀土 La和Ce的添加可细化钎料合金的组织，改善钎料的力学性 能，提高钎焊接头的强度和韧性，本专利技术混合稀土中的La和Ce可以是按任意比例进行混合 的，从而可以大大降低本专利技术的生产成本，提高资源的利用率。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而 本专利技术并不局限于以下实施例。 各实施例中的具体参数参见表l-表4，表1为本专利技术实施例l-实施例6相关数据 表，表2为本专利技术实施例7-实施例12相关数据表，表3为本专利技术实施例13-实施例18相 关数据表，表4为本专利技术实施例19-实施例24相关数据表，各表具体如下。 表1实施例1-实施例6相关数据表 <table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特种合金稀土银钎料，它由Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、混合稀土和Ｚｎ组成，所述各组分的重量百分比分别为：２５－３５％的Ａｇ，３２－３８％的Ｃｕ，１－２．５％的Ｓｎ，０．５－２．０％的Ｎｉ，０．０１－１％的Ｍｎ，０．１－１．０％的Ｌｉ，０．０１－０．５％的Ｓｉ，０．００１－０．１％的混合稀土，余量为Ｚｎ，所述混合稀土由镧和铈组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，舒俊胜，王萍，郭志刚，
申请(专利权)人：杭州华光焊料有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]