【技术实现步骤摘要】
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
1、现行国家标准gb/t 10046-2018《银钎料》中推荐的bag25cuznsn钎料，其熔化温度固相线680℃，液相线760℃，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，ag属于贵金属，价格昂贵，其25％±1％的ag含量，无法满足低成本高品质制造的需要。因此，研发具有更低银含量且钎料铺展性能与钎焊接头强度接近bag25cuznsn钎料的无镉低银银钎料一直是钎料研究领域的热点和难点课题。
2、申请人通过文献检索发现，在已公开的专利文献中，有关新型低银钎料的技术略以例举。如文献cn102416530b公开了一种无镉低银钎料，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。
3、文献cn106077995a公开了一种含锰、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。该钎料按重量百分比计，包括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和0.001～0.3％的微量元素r。其含银量低于20％，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
4、此外，文献cn112108790a报道了一种无镉低银钎料及其制备方法，所述钎料是由ag、cu、zn、in、sn、ni和微量元素r组成，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。该钎料的含银量低于20％，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。
5、文献cn202211031512.5报道了一种无镉银钎料，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。该钎料固相线温度≤700℃，液相线温度≤750℃。配合市售fb102钎剂，钎焊紫铜-不锈钢、紫铜-黄铜、黄铜-不锈钢、q235钢-不锈钢时，钎焊接头抗剪强度优于现有bag25cuzn钎料以及bag12cuzn(si)钎料。但是，上述各种低银钎料的ag含量虽然较bag25cuznsn钎料的银含量有大幅度降低，但是，相较bag25cuznsn钎料仍然存在明显的差距。
6、众所周知，新型无镉银钎料的研发关键难题在于：ag-cu-zn系钎料在ag含量为45％时，银钎料的固相线、液相线温度达到最低。然后，随着ag含量的提高，银钎料的固、液相线温度会提高，但是，银钎料的润湿铺展性能、钎料与钎缝强度不会降低或还略有增加；而随着ag含量的降低，银钎料的润湿铺展性能却会变差、钎料与钎缝强度也会有所降低。因此，研发新型银钎料，除了考虑其“无镉”外，主要是要降低贵金属元素ag的含量。但是，ag含量的降低，必然会导致银钎料性能(特别是固、液相线温度的升高，润湿铺展性能变差)的下降。因此，固相线与液相线温度、钎料的润湿铺展性能、钎焊接头抗(拉)剪强度等技术指标(业内一般是与“对标钎料”相比较)是否能够达到“欲替代的目标产品”的性能是衡量新型无镉银钎料研发成功与否的主要评价指标。
7、大量的研究结果表明，能够降低无镉银钎料熔化温度(即固相线温度、液相线温度)的常规手段是在ag、cu、zn等主元素基础上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℃)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且in、ga的价格与白银相当或高于白银，只能少量添加。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-cu-zn-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/t10046-2018《银钎料》第4页表1(续))。
8、基于市场对银含量≤8％、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、钎料固相线温度低于700℃、液相线温度低于780℃(接近bag25cuznsn钎料)的“无镉低银钎料”的极大需求，申请人对此进行了科学、深入的探索与研究，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
1、本专利技术的目的在于提供一种ag含量在5.0％～7.0％、钎料固相线温度低于700℃、液相线温度低于780℃，适用于紫铜-黄铜、紫铜-不锈钢、黄铜-q235钢等材料钎焊的无镉低银钎料。
2、实现本专利技术目的的技术方案如下：
3、一种无镉低银钎料，按质量百分比，由以下成分组成：5.0％～7.0％的ag，40.0％～46.0％的zn，8.0％～10.0％的sn，1.5％～2.0％的in，1.5％～2.0％的ga，0.5％～1.0％的ni，0.01％～0.02％纳米氧化铍，0.01％～0.02％纳米氧化锆，0.02％～0.05％的纳米氧化铬，余量为cu。
4、上述无镉低银钎料采用本领域常规方法制备，具体为先将银板、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，浇铸前添加纳米氧化铍、纳米氧化锆与纳米氧化铬粉末，充分搅拌均匀后浇铸成铸锭，然后通过挤压、拉拔，得到钎料丝材。
5、本专利技术中使用的银板纯度为99.99％，阴极铜、锌锭、锡锭、金属铟、金属镓、金属镍的纯度为99.9％，纳米氧化铍、纳米氧化锆与纳米氧化铬粉末均为市售产品，其粒径为100～200nm，纯度≥99％。
6、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
7、本专利技术的钎料中ag含量在5.0％～7.0％，固相线温度≤695℃，液相线温度≤765℃，配合市售fb102钎剂，钎焊紫铜-黄铜、紫铜-不锈钢、黄铜-q235钢时，钎焊接头抗剪强度优于现有bag25cuznsn钎料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无镉低银钎料，其特征在于，按质量百分比，由以下成分组成：5.0%～7.0%的Ag，40.0%～46.0%的Zn，8.0%～10.0%的Sn，1.5%～2.0%的In，1.5%～2.0%的Ga，0.5%～1.0%的Ni，0.01%～0.02%纳米氧化铍，0.01%～0.02%纳米氧化锆，0.02%～0.05%的纳米氧化铬，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的无镉低银钎料，其特征在于，纳米氧化铍、纳米氧化锆、纳米氧化铬的粒径为100～200nm。
3.根据权利要求1或2所述的无镉低银钎料的制备方法，其特征在于，先将银板、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，浇铸前添加纳米氧化铍、纳米氧化锆与纳米氧化铬粉末，充分搅拌均匀后浇铸成铸锭，然后通过挤压、拉拔，得到钎料丝材。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，银板纯度为99.99%，阴极铜、锌锭、锡锭、金属铟、金属镓、金属镍的纯度为99.9%，纳米氧化铍、纳米氧化锆与纳米氧化铬粉末的纯度≥99%。
【技术特征摘要】
1.一种无镉低银钎料，其特征在于，按质量百分比，由以下成分组成：5.0%～7.0%的ag，40.0%～46.0%的zn，8.0%～10.0%的sn，1.5%～2.0%的in，1.5%～2.0%的ga，0.5%～1.0%的ni，0.01%～0.02%纳米氧化铍，0.01%～0.02%纳米氧化锆，0.02%～0.05%的纳米氧化铬，余量为cu。
2.根据权利要求1所述的无镉低银钎料，其特征在于，纳米氧化铍、纳米氧化锆、纳米氧化铬的粒径为100～200nm。
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳昊，薛鹏，蒋俊懿，王克鸿，孙宇航，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。