一种耐腐蚀Sn-Ag-Cu系无铅钎料合金及其制备方法技术

技术编号：41070531 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-24 11:26

本发明专利技术涉及一种耐腐蚀Sn‑Ag‑Cu系无铅钎料合金及其制备方法，属于钎焊材料领域。本发明专利技术包括按质量百分数计为Ag：2.7‑3.3％，Cu：0.4‑0.6％，Bi：1.5‑3.0％，Sb：0.2‑2.0％，Zr：0.01‑0.5％，余量为Sn的Sn‑Ag‑Cu系无铅钎料合金以及Sn‑Ag‑Cu系无铅钎料合金的制备方法。通过本发明专利技术制备方法制备得到的Sn‑Ag‑Cu系无铅钎料合金具有熔点较低、抗拉强度高、耐腐蚀性优异等性能，可以在较为恶劣的条件下使用，适用范围广。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钎焊材料领域，涉及一种耐腐蚀sn-ag-cu系无铅钎料合金及其制备方法。

技术介绍

1、随着现代电子技术的飞速发展，电子器件的小型化和多样化趋势日益明显，电子封装材料的需求也随之不断增长。由于铅毒性问题，传统sn-pb钎料的使用受到了严格限制。sn-ag-cu系无铅钎料凭借其良好的润湿性、优异的热疲劳性能等优点，成为sn-pb钎料的最佳替代产品。然而，sn-ag-cu系无铅钎料作为钎焊材料，还存在熔点高、力学性能较差、耐腐蚀性差等问题，使得其在实际应用中受到了一定的限制。

2、因此，有必要提供一种耐腐蚀的sn-ag-cu系无铅钎料合金及其制备方法，制备得到熔点较低、力学性能较好、耐腐蚀性较高的sn-ag-cu系无铅钎料合金。

技术实现思路

1、为了克服
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种耐腐蚀的sn-ag-cu系无铅钎料合金及其制备方法，通过制备含bi、sb、zr的sn-ag-cu系无铅钎料合金，降低合金熔点，提升合金力学性能以及耐腐蚀性，为钎焊材料领域提供一种优质的耐腐蚀钎焊材料。

2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：

3、本专利技术一方面提供了一种耐腐蚀sn-ag-cu系无铅钎料合金，所述的sn-ag-cu系无铅钎料合金成分按质量百分数计为ag：2.7-3.3％，cu：0.4-0.6％，bi：1.5-3.0％，sb：0.2-2.0％，zr：0.01-0.5％，余量为sn。

4、本专利技术另一方

5、s1：按质量百分比称取sn和zr原料，使用电弧熔炼炉在氩气环境下熔炼，冷却后制得sn-zr中间合金。

6、s2：按照各成分所占质量百分比称取ag、cu、bi和sb，将步骤s1制得的sn-zr中间合金和ag、cu、bi、sb放入石英坩埚中，然后将装有原料的石英坩埚放入真空感应炉内，并在氩气环境下进行熔炼，之后将熔融液浇铸在石墨模具中冷却，制得sn-ag-cu-bi-sb-zr六元钎料。

7、s3：将所述步骤s2中制得的sn-ag-cu-bi-sb-zr六元钎料放入石英管内，并对其进行真空处理，然后将装有六元钎料的石英管放入高通量管式摇摆炉中进行熔炼，在熔炼期间不断摇摆，并进行保温，保温后随炉冷却至一定温度，然后将装有六元钎料的石英管取出进行水冷，得到含bi、sb、zr的sn-ag-cu系无铅钎料合金。保证最终含bi、sb、zr的sn-ag-cu系无铅钎料合金的成分均匀和较低的含氧量。

8、作为优选，所述步骤s1中，sn和zr的纯度分别为99.90％-99.99％和99.50％-99.90％，熔炼温度为1300-1500℃，冷却20-40min后得到sn-zr中间合金纽扣锭。

9、作为优选，所述步骤s2中，原料的纯度为99.90％-99.99％，熔炼温度为600～650℃，浇注温度为480-520℃，浇铸在石墨模具中形成棒材。

10、作为优选，所述步骤s3中，熔炼温度为450-500℃，保温时间为50-80min，随炉冷却至330-370℃后取出水冷。

11、本专利技术的有益效果：

12、本专利技术通过加入bi、sb、zr以改善sn-ag-cu系无铅钎料的熔点、力学性能以及耐腐蚀性能，并通过相应制备方法制备得到熔点较低、抗拉强度较高、耐腐蚀性较好且成分均匀、氧含量低的sn-ag-cu-bi-sb-zr系无铅钎料，以提高sn-ag-cu系无铅钎料在实际焊接中的应用效果，扩展其可应用范围。

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【技术保护点】

1.一种耐腐蚀Sn-Ag-Cu系无铅钎料合金，其特征在于：所述的Sn-Ag-Cu系无铅钎料合金成分按质量百分数计为Ag：2.7-3.3％，Cu：0.4-0.6％，Bi：1.5-3.0％，Sb：0.2-2.0％，Zr：0.01-0.5％，余量为Sn。

2.制备权利要求1所述的耐腐蚀Sn-Ag-Cu系无铅钎料合金的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，Sn和Zr的纯度分别为99.90％-99.99％和99.50％-99.90％，熔炼温度为1300-1500℃，冷却20-40min后得到的Sn-Zr中间合金为纽扣锭。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，原料的纯度为99.90％-99.99％，熔炼温度为600～650℃，熔融液到480-520℃时浇铸在石墨模具中形成棒材。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，熔炼温度为450-500℃，保温时间为50-80min，随炉冷却至330-370℃后取出水冷。

【技术特征摘要】

1.一种耐腐蚀sn-ag-cu系无铅钎料合金，其特征在于：所述的sn-ag-cu系无铅钎料合金成分按质量百分数计为ag：2.7-3.3％，cu：0.4-0.6％，bi：1.5-3.0％，sb：0.2-2.0％，zr：0.01-0.5％，余量为sn。

2.制备权利要求1所述的耐腐蚀sn-ag-cu系无铅钎料合金的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，sn和zr的纯度分别为99.90％-99....

【专利技术属性】
技术研发人员：李才巨，缪应德，陆琼，徐尊严，易健宏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：

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