一种中温铜基钎料及其制备方法技术

一种中温铜基钎料及其制备方法，它涉及一种钎料及其制备方法。本发明专利技术解决了现有银基钎料钎焊温度高、制作成本高以及现有的铜基钎料很难加工成焊丝、不能在钢和不锈钢等黑色金属的钎焊中使用的问题。中温铜基钎料主要由Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｒ和Ｌａ制成。方法：一、称取原料；二、制作Ｓｎ－Ｌａ合金；三、中温铜基钎料的熔炼；四、熔炼后的铸锭进行挤压得到０．５～３．０ｍｍ的焊丝，得到中温铜基钎料。本发明专利技术的中温铜基钎料的钎焊温度低、制作成本低，本发明专利技术的中温铜基钎料能用于钢和不锈钢等黑色金属的钎焊，本发明专利技术中温铜基钎料的制作方法能够制成焊丝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钎料及其制备方法。
技术介绍
近来，钎料作为一类非常重要的焊接材料，在家用电器、(发)电机、电器电子、建筑装饰材料、军工及制造业等行业中都是必不可少、至关重要的连接材料，钎焊技术在这些行业中扮演了重要角色。据不完全统计，仅家电制造一项，国内每年需要消耗的银钎料有300吨，仅建筑材料加工工具一项，国内每年需要消耗的银钎料有350吨。为了追求钎焊工艺性和技术经济性，钎焊者常常优先选用银基含镉钎料，尤其是制冷配件的生产，几乎全部采用含镉钎料。据有关部门初步统计，仅2005年，在银基钎料中消耗的镉就达到了250吨。这是由于在Ag-Cu-Zn三元合金中加入Cd可以显著降低合金的液相线、縮小熔化温度区间、提高钎料的流动性和润湿铺展性，有效的改善了钎焊工艺性。此外，含镉银钎料在成分配比合适时，还具有优良的加工性能，易加工成丝材、片材和带材，使用方便，因而在钎焊技术乃至整个焊接技术的发展过程中起到了十分重要的作用。然而，含镉钎料的大量使用不仅危害焊接操作者的健康，也影响周边的环境，含镉钎料的生产和使用对环境的污染已经成为一个全球性的问题。欧盟颁布的WEEE和RoHS两个指令，规定含镉的材料不允许在家电产品中使用，并且已于2006年7月1日起实施。根据中国信息产业部等七部委2006年第39号部令的要求，在家电等行业全面禁止使用含镉等6种有害物质。中国政府的相关法令已于2007年3月1日起实施，因此，必须研究开发不含镉的替代钎料产品。目前国内外主要研究银基钎料和铜基钎料这两个系列来代替目前使用的含镉钎料。但是目前不含镉的银基钎料中的银含量大，且加入了大量的贵重金属元素Ga和In，制作成本高，且不含镉的银基钎料的钎焊温度均在100(TC以上，钎焊温度高使得这种钎料很难获得广泛使用；而不含镉的铜基钎料虽然制作成本低，但为了获得较低的钎焊温度而添加了锡、磷等合金元素，使得钎料的脆性很大，无法加工成焊丝，只能用快速凝固法制成箔状钎料或制成粉状钎料，铜基钎料中添加的磷元素与铁极易生成Fe3P等脆性相，大大恶化了钎焊接头的力学性能，使其无法在钢和不锈钢等黑色金属的钎焊中使用，限制了它的使用范围。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有银基钎料钎焊温度高、制作成本高以及现有铜基钎料很难加工成焊丝、不能在钢和不锈钢等黑色金属的钎焊中使用的问题，而提供了。本专利技术中温铜基钎料按照重量份数比主要由50.9 58.94份的Cu、 10 14份的Zn、 17 23份的Mn、 0. 7 2份的Si、 5 7份的Sn、 6 8份的Zr和0. 02 0. 2份的La制成。本专利技术中温铜基钎料的制备方法按照以下步骤进行 一、按重量份数比称取50.9 58. 94份的Cu、 10 14份的Zn、 17 23份的Mn、 0. 7 2份的Si、 5 7份的Sn、 6 8份的Zr和0. 02 0. 2份的La; 二、 Sn-La合金的制备按照La和Sn的重量比为4 6: 94 96的比例制作Sn-La合金，首先将混合盐放入到坩埚中，加热至200 23(TC使混合盐熔化，将占步骤一称取的Sn总质量的4。/。 96。/。的Sn用质量浓度为5。/。 10。/。的HCl处理去除氧化膜后放入坩埚中，熔化的盐将Sn完全浸没，将坩埚中的温度升至250 27(TC，将Sn完全熔化后，再向坩埚中加入步骤一称取的La，将坩埚中的温度升至280 32(TC，保温搅拌25 35min后倒出上层的盐溶液，再将下层的Sn-La中间合金倒入瓷舟冷却至室温；其中，混合盐由LiCl和KCl按照l: l的重量比组成；三、中温铜基钎料的熔炼将步骤一称取的Cu、 Zn和Mn放入中频感应加热炉的石墨坩埚中，加热炉的温度升至600 80(TC，加入覆盖剂，加热炉的温度升至1050 115(TC，待Cu、 Zn和Mn完全熔化后，加入步骤一称取的Zr和步骤一称取的制备Sn-La合金后剩余的Sn ，然后加入覆盖剂，加完覆盖剂3 5min后将加热炉的温度降至1000 104(TC，搅拌10 20min，加入步骤一称取的Si，加覆盖剂，加热炉的温度降至950 99(TC，加入步骤二制作得到的Sn-La合金，充分搅拌直至熔化，在视炉烟转乳白色时搅拌、捞渣、加热炉温度降至900 94(TC时出炉，倒入中间包除气，最后经漏斗倒入温度为240 31(TC的浇铸模得到金属锭，即实现了中温铜基钎料的熔炼；四、将金属锭去皮清理并切去冒口后置于炉中预热至420 460°C，然后在挤压速度为9 llcm/s、挤压比为90 150的条件下将金属锭放入模片温度为430 460。C、料筒的温度为380 420。C的挤压机中进行挤压得到0. 5 3. Omm的焊丝，即得到中温铜基钎料。本专利技术的中温铜基钎料加入活化元素Zr和微量稀土元素La，钎料制备过程中，稀土元素以中间合金的形式加入，可以有效的防止其在钎料熔炼过程中的烧损，使得钎料的微观组织及成分均匀，具有一定的塑性。本专利技术的中温铜基钎料的熔化温度为780 82(TC，钎焊温度不高于86(TC;采用本专利技术的方法可以将中温铜基钎料制成焊丝形式，本专利技术的制备方法得到的中温铜基钎料是直径为0.5 3.0mm的焊丝；本专利技术的中温铜基钎料，不含银等贵金属元素，制作成本低，且本专利技术的中温铜基钎料不含任何有毒有害的元素，使用安全可靠，不危害人体健康；本专利技术的中温铜基钎料钎焊力学性能好，室温条件下本专利技术的中温铜基钎料的平均抗拉强度达到350Mpa以上，力学性能好，能用于钢和不锈钢等黑色金属的钎焊。 附图说明图l为具体实施方式十四制作得到的中温铜基钎料的显微组织电镜图。 具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式中温铜基钎料按照重量份数比主要由50. 9 58. 94份的Cu 、10 14份的Zn、 17 23份的Mn、 0. 7 2份的Si、 5 7份的Sn、 6 8份的Zr和0. 02 0. 2份 的La制成。本实施方式的中温铜基钎料的熔化温度为780 82(TC，钎焊温度不高于86(TC，钎焊温 度低；本实施方式的中温铜基钎料，不含银等贵金属元素，不含镉等有毒有害元素，制作成 本低；本实施方式的中温铜基钎料钎焊力学性能好，室温条件下本实施方式的中温铜基钎料 的平均抗拉强度达到350Mpa以上，力学性能好，能用于钢和不锈钢等黑色金属的钎焊。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是中温铜基钎料按照重量份数比 主要由52 56份的Cu、 11 13份的Zn、 18 21份的Mn、 1 1.8份的Si、 5. 2 6. 4份的Sn、 6. 5 7. 5份的Zr和0. 06 0. 16份的La制成。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是中温铜基钎料按照重量份数比 主要由54份的Cu、 12份的Zn、 19. 5份的Mn、 1.4份的Si、 6份的Sn、 7份的Zr和0. l份的La制成 。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式中温铜基钎料的制备方法按照以下步骤进行 一、按重量 份数比称取50. 9 58. 94份的Cu、 10 14份的Zn、 17 23份的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中温铜基钎料，其特征在于中温铜基钎料按照重量份数比由５０．９～５８．９４份的Ｃｕ、１０～１４份的Ｚｎ、１７～２３份的Ｍｎ、０．７～２份的Ｓｉ、５～７份的Ｓｎ、６～８份的Ｚｒ和０．０２～０．２份的Ｌａ制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓然，于康，冯吉才，刘羽，樊建新，刘兵，吴广东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]