含钙、硅和铒的无镉银钎料制造技术

一种含钙、硅和铒的无镉银钎料，属于钎焊材料类，其特征在于，按质量百分数配比是：２２．０％～２４．０％的Ｃｕ，１９．０％～２３．０％的Ｚｎ，１４．０％～１８．０％的ＳｎＩｎ合金（质量百分数为Ｓｎ５０％，Ｉｎ５０％），０．１％～０．２％的Ｃａ，０．０７％～０．１４％的Ｓｉ，０．０３％～０．０５％的Ｅｒ，其余为Ａｇ。本发明专利技术按成分配比，采用中频冶炼炉冶炼、浇铸或水平连铸、挤压、拉拔，即得到所需的钎料丝材。将铸锭先挤压成带材，再经粗轧、精轧，可制备成带材（薄带）。本发明专利技术钎料中氧含量低（约在０．００２％～０．００５％范围，质量百分数），具有较低的熔化温度、优良的塑性，较ＢＡｇ４０ＣｕＺｎＣｄ钎料伸长率可提高２０．０％～４０．０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钎焊材料类，具体是一种含钙、硅和铒的无镉银钎料。
技术介绍
国内外标准推荐使用的银钎料BAg40CuZnCd，其化学成分中银含量适中，钎焊性能 优良，固-液相线温度适中，因此被广泛地用于重要结构的大面积钎焊制造工艺上。随着 我国火电发电设备制造水平的不断进步，特别是超临界、超超临界发电设备制造的 需要，对钎焊技术提出了更高的要求。如，银焊片(银焊带)的宽度原来常规尺寸为60mm 80mm宽，现在的宽度需要达到150mm以上；原来的常规尺寸厚度为0. 3mm 0. 5mm，现在的 厚度需要达到0. lmm 0. 25mm。 对于有些产品，需要直径更细的丝状钎料，如某些产品，需要直径为0. 035mm的丝 材，而GB/T 10046-2008《银钎料》中的BAg40CuZnCd银钎料已不能满足上述带材制备的需 要，特别是不能满足宽度在120mm 150mm以上的银焊片(银焊带)、直径为0. 035mm的丝 材制备的需要，因此，必须研究解决BAg40CuZnCd银钎料塑性不足的难题，开发出具有优 良塑性的新型无镉银钎料。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术的不足，提供一种钎焊性能优良、固_液相线温度低、 银含量适中、具有优良塑性的含钙、硅和铒的无镉银钎料，该纤料在加工成宽度达到150mm 以上的带材且在轧制时，焊片不开裂、丝材拉拔细至直径为0. 035mm时仍然不断丝。 本专利技术含钙、硅和铒的无镉银钎料，其特征在于，按质量百分数配比是22.0% 24.0%的01(铜)，19.0% 23.0X的Zn(锌)，14.0X 18.0%的Sn(锡)In(铟)合金 (质量百分数为Sn50%，In50% )，O. 1% 0. 2%的Ca(钙)，0. 07% 0. 14X的Si(硅)， 0. 03% 0. 05X的Er(铒)，其余为Ag(银)。 本专利技术按成分配比，采用中频冶炼炉冶炼、浇铸或水平连铸、挤压、拉拔，即得到所 需的钎料丝材。将铸锭先挤压成带材，再经粗轧、精轧，可制备成带材(薄带)。本专利技术钎料 中氧含量低(约在0. 002% 0. 005%范围，质量百分数)，具有较低的熔化温度、优良的塑 性，较BAg40CuZnCd钎料伸长率可提高20. 0% 40. 0%。 本专利技术解决了下述两个关键技术问题 1)研究发现了无镉银钎料中氧含量对无镉银钎料塑性的影响规律即无镉 银钎料中氧含量对无镉银钎料塑性的影响与铜合金中氧含量对铜合金塑性的影响 规律相类似。如果能将无镉银钎料中氧含量控制在相当于无氧铜的氧含量范围(即 《0.003%)以内，则无镉银钎料的塑性会大大提高。本专利技术的一系列试验结果验证了 上述规律。 2)研究发现，传统的细化晶粒提高塑性的思路在本专利技术中并不完全适用。因为 银钎料自身塑性已经很好，带材不断轧制的过程，伴随着晶粒细化的过程。但是，晶粒细化后材料其强度也会提高(即金属材料学中公认的细晶强化)，加工难度也会越来 越大。如果再进行轧制，极易产生开裂、毛边等缺陷；细丝拉拔时，则很容易断丝。 解决上述问题的技术方案是 (1)、使用市售的白银、电解铜、锌锭，按需要配比，采用中频冶炼炉冶炼。Ag-Cu-Zn 三元合金冶炼好之后，依次加入预先冶炼好的(按设计的成分配比要求确定加入量)锡 铟合金、硅铜合金、钙铜合金、铒铜合金。搅拌均匀，充分溶解后，浇铸或采用水平连 铸方式得到铸棒(铸锭)，然后将铸棒(铸锭)通过挤压、拉拔，即得到所需要的钎料丝材。 将铸锭先挤压成带材，再经粗轧、精轧，可制备成带材(薄带)。 (2)、通过成分优化试验，确定了钙、硅和铒的最佳加入量(质量百分数)即钙 (Ca)为0. 1% 0. 2%，硅(Si)为0. 07% 0. 14%，铒(Er)为0. 03% 0. 05%。特别需 要指出的是，研究发现，钙(Ca)与硅(Si)的摩尔比必须控制在l : l，换算成质量百分数 大约为1 : 0. 7。而铒(Er)的最佳加入量(质量百分数)则必须控制在0.03% 0.05%， 在此范围内，本专利技术的无镉银钎料中的氧含量约在0. 002% 0. 005%范围内，较原来的 BAg40CuZnCd含镉银钎料中的氧含量(实测对比试样为0.012%，参见表1)降低了约60%， 钎料伸长率提高了 20.0% 40.0%。优良的塑性，保证了钎料在轧制过程中，即使轧制到 宽度达到155mm以上、厚度达到0. lmm时，仍然可以避免开裂、毛边等缺陷的产生；丝 材拉拔细至直径为0. 035mm时仍然不断丝。 本专利技术的含钙、硅和铒的无镉银钎料，由于加入的钙、硅和铒元素的量均较少，采 用Snln合金(质量百分数为Sn50%， In50%)替代质量百分数相等量的镉元素，因此与 BAg40CuZnCd含镉银钎料对比，固相线温度与液相线温度变化不大，对母材的润湿性、铺展 性与之相当，钎缝力学性能均与之相当。即固相线温度在590°C 595t:范围，液相线温度 在63(TC 635t:范围(考虑了实验误差)。 以BAg40CuZnCd含镉银钎料为参照物，配合FB102 (QJ102)钎剂，钎焊紫铜_黄铜、 黄铜-碳钢、不锈钢-镍基合金等材料组合时，对母材的润湿性、铺展性与之相当，钎缝力学 性能与之相当(o b = 180 360MPa范围，t = 175 3腦Pa范围)。具体实施例方式本专利技术的创造性在于 1、研究发现了无镉银钎料中氧含量对含镉银钎料塑性的影响规律——即无 镉银钎料中氧含量越低，其塑性越好，即钎料伸长率提高率越高。通过成份优化， 成功地获得了 低氧含量、高塑性的无镉银钎料(参见表1)。 2、研究发现了钙、硅、铒三元素在BAg40CuZnSnln(按照GB/T10046-2008《银钎料》 规定的型号表示方法，本专利技术专利的基本型号应该表示为BAg40CuZnSnln)无镉银钎料中 与氧气反应时的作用机制<formula>formula see original document page 4</formula> 表1本专利技术的实施例与已有技术中BAg40CuZnCd含镉银钎料的性能对比(实测值) 对比项目BAg40CuZnCd 含镉银钎料本专利技术的实施例(钎缝的抗拉强度与钎缝的抗剪强度值均为MPa)(GB/T10046-2008)1234568固相线温度 rc)595 'C595 °C595 °C590'C5卯。C590'C590°C595°C液相线温度 rc)630 'C630'C635 °C635'C635 r635'C635'C630 °C635°C钎缝抗拉强度 (cb )母材为紫铜180 MPa205± 25205± 25205± 25205± 25205± 25205± 25205± 25205± 25钎缝抗剪强度 (T)母材为紫铜175 MPa200± 25200± 25200± 25200± 25200± 25200± 25200± 25200± 25钎料中氧含量0.012%0.002%0.002%0.003%0.003%0.003%0.004%0.004%0.005%钎料伸长率(s5) 母材为紫铜15.0% (加工态)21.0%20.8%20.2%19.8%19.6%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钙、硅和铒的无镉银钎料，其特征在于：按质量百分数配比是２２．０％～２４．０％的Ｃｕ、１９．０％～２３．０％的Ｚｎ、１４．０％～１８．０％的Ｓｎ－Ｉｎ合金、０．１％～０．２％的Ｃａ、０．０７％～０．１４％的Ｓｉ、０．０３％～０．０５％的Ｅｒ、其余为Ａｇ，其中Ｓｎ－Ｉｎ合金的质量百分数为Ｓｎ５０％、Ｉｎ５０％。

【技术特征摘要】
一种含钙、硅和铒的无镉银钎料，其特征在于按质量百分数配比是22.0％～24.0％的Cu、19.0％～23.0％的Zn、14.0％～18.0％的Sn-In合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋汝智，
申请(专利权)人：蒋汝智，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]