含镓、铟和铈的无镉银钎料制造技术

一种含镓、铟和铈的无镉银钎料，属于焊接材料。其组成为（按重量）２６．０～３２．０％铜（Ｃｕ）、２４．０～３２．０％锌（Ｚｎ）、２．０～６．０％锡（Ｓｎ）、２．０～５．０％镓（Ｇａ）、０．２～２．０％铟（Ｉｎ）、０．００２～０．１０％铈（Ｃｅ），余为银（Ａｇ）。本发明专利技术的优点：１）成份中不再含有有毒的镉元素，能确保操作者的安全和避免对环境的影响；２）完全可替代ＢＡｇ４５ＣｕＺｎＣｄ及ＢＡｇ４０ＣｕＺｎＣｄＮｉ的银钎料，对母材润湿性、铺展性优良、钎缝力学性能（σ↓［ｂ］、τ）好；３）锡、镓、铟取量合适，能有效地降低主成分合金（Ａｇ－Ｃｕ－Ｚｎ合金）的熔点，加入了稀土元素铈，得以细化钎料的晶粒，提高钎料的塑性和综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含镓、铟和铈的无镉银钎料，特别是一种适用于紫铜、黄铜、碳钢、不锈钢以及镍基合金等金属材料钎焊的无镉银钎料，属于焊接材料。
技术介绍
目前使用的银钎料主要为BAg45CuZnCd和BAg40CuZnCdNi，其中BAg45CuZnCd的化学成分中含有23.0％-25.0％的镉(Cd)，BAg40CuZnCdNi的化学成分中含有25.1％-26.5％的镉(Cd)。由于欧盟“WEEE”和“ROHS”双指令的颁布，并将于2006年7月1日起实施。因此，含镉的材料将不允许在许多家电生产中使用，这对于保护操作者的身体安全和消除对环境的污染不失为是福音，但对于焊接材料的生产厂商而言，无疑是挑战。鉴于此，作为焊接材料的生产厂商，为顺时适势而必须注力于无镉银钎料的研发。毋庸置疑，以具有良好的钎焊性能、合适的固-液相线温度、并且具有与传统的含镉银钎料(BAg45CuZnCd及BAg40CuZnCdNi)相当的综合性能、适合于紫铜、黄铜、碳钢、不锈钢以及镍基合金等金属材料钎焊的无镉银钎料来替代前述的含镉银钎料是业界所追求的方向。
技术实现思路
本专利技术的任务是要提供一种能在钎焊过程中以及钎焊后的焊接部位完全没有有毒元素镉、钎焊性能和综合力学性能优良的含镓、铟和铈的无镉银钎料。本专利技术的任务是这样来完成的，一种含镓、铟和铈的无镉银钎料，其组成为(按重量)26.0～32.0％铜(Cu)、24.0～32.0％锌(Zn)、2.0～6.0％锡(Sn)、2.0～5.0％镓(Ga)、0.2～2.0％铟(In)、0.002～0.10％铈(Ce)，余为银(Ag)。本专利技术具有的优点1)成份中不再含有有毒的镉元素，能确保操作者的安全和避免对环境的影响；2)完全可替代BAg45CuZnCd及BAg40CuZnCdNi的银钎料，对母材润湿性、铺展性优良、钎缝力学性能(σb、τ)好；3)锡(Sn)、镓(Ga)、铟(In)的取量合适，能有效地降低主成分合金(Ag-Cu-Zn合金)的熔点，且得以改善在紫铜、黄铜、碳钢、不锈钢以及镍基合金上的润湿性，同时加入了稀土元素铈(Ce)，得以细化钎料的晶粒，提高钎料的塑性和综合力学性能。具体实施例方式1)、使用市售的白银、电解铜、锌锭、锡锭、金属镓、金属铟、金属铈，按上述配比，采用常规的中频冶炼炉冶炼、浇铸，然后通过挤压、拉拔，即得到所需要的钎料丝材；2)、根据生产需要，可将锡锭、金属镓、金属铟、金属铈分别预先冶炼成合金，然后加入银-铜-锌合金中冶炼、浇铸，再通过挤压、拉拔，即得到所需要的钎料丝材。所得到的钎料丝材的固相线温度在640℃～650℃范围、液相线温度在685℃～710℃范围；配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊材料为下列组合紫铜-黄铜、黄铜-碳钢、不锈钢-镍基合金，σb＝180～380MPa范围，τ＝160～300MPa范围。采用常规的中频冶炼炉冶炼、浇铸，然后通过挤压、拉拔，即得到所需要的钎料丝材；本专利技术的含镓和铈的无镉银钎料以BAg45CuZnCd及BAg40CuZnCdNi为参照物，配合FB102银钎剂(QJ102银钎焊熔剂)，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(σb＝180～380MPa范围，τ＝160～300MPa范围)。本专利技术的含镓、铟和铈的无镉银钎料完全没有有害元素镉，有效地保护了操作者的身体安全，消除了对环境的污染。钎料的钎缝力学性能指标与BAg45CuZnCd及BAg40CuZnCdNi钎料相当，因此本专利技术的钎料完全可以作为BAg45CuZnCd及BAg40CuZnCdNi钎料的替代品而应用于制冷部件之类的生产行业。实施例1按重量百分数配比，其成分为30.0％铜(Cu)，27.0％锌(Zn)，4.0％锡(Sn)，3.0％镓(Ga)，1.2％铟(In)，0.02％铈(Ce)，其余为银(Ag)。上述成分配比得到的含镓、铟和铈的无镉银钎料固相线温度在645℃左右、液相线温度在685℃左右(考虑了实验误差)，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊母材为下列组合时的钎缝强度见括号内数据紫铜-黄铜(σb＝180±15MPa，τ＝160±10MPa)、黄铜-碳钢(σb＝200±15MPa，τ＝180±10MPa)、不锈钢-镍基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。实施例2按重量百分数配比，其成分为26.0％铜(Cu)，29.0％锌(Zn)，6.0％锡(Sn)，5.0％镓(Ga)，1.8％铟(In)，0.10％铈(Ce)，其余为银(Ag)。上述成分配比得到的含镓、铟和铈的无镉银钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在685℃左右(考虑了实验误差)，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊母材为下列组合时的钎缝强度见括号内数据紫铜-黄铜(σb＝180±15MPa，τ＝160±10MPa)、黄铜-碳钢(σb＝260±15MPa，τ＝200±10MPa)、不锈钢-镍基合金(σb＝320±15MPa，τ＝260±10MPa)。实施例3按重量百分数配比，其成分为26.0％铜(Cu)，29.0％锌(Zn)，6.0％锡(Sn)，5.0％镓(Ga)，1.8％铟(In)，0.002％铈(Ce)，其余为银(Ag)。上述成分配比得到的含镓、铟和铈的无镉银钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在685℃左右(考虑了实验误差)，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊母材为下列组合时的钎缝强度见括号内数据紫铜-黄铜(σb＝180±15MPa，τ＝160±10MPa)、黄铜-碳钢(σb＝260±15MPa，τ＝200±10MPa)、不锈钢-镍基合金(σb＝320±15MPa，τ＝260±10MPa)。实施例4按重量百分数配比，其成分为30.0％铜(Cu)，27.0％锌(Zn)，2.0％锡(Sn)，5.0％镓(Ga)，2.0％铟(In)，0.005％铈(Ce)，其余为银(Ag)。上述成分配比得到的含镓、铟和铈的无镉银钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在685℃左右(考虑了实验误差)，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊母材为下列组合时的钎缝强度见括号内数据紫铜-黄铜(σb＝180±15MPa，τ＝160±10MPa)、黄铜-碳钢(σb＝260±15MPa，τ＝200±10MPa)、不锈钢-镍基合金(σb＝300±15MPa，τ＝230±10MPa)。实施例5按重量百分数配比，其成分为30.0％铜(Cu)，27.0％锌(Zn)，3.0％锡(Sn)，5.0％镓(Ga)，0.2％铟(In)，0.02％铈(Ce)，其余为银(Ag)。上述成分配比得到的“含镓、铟和铈的无镉银钎料”固相线温度在645℃左右、液相线温度在690℃左右(考虑了实验误差)，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊母材为下列组合时的钎缝强度见括号内数据紫铜-黄铜(σb＝180±15MPa，τ＝160±10MPa)、黄铜-碳钢(σb＝260±15MPa，τ＝200±10MPa)、不锈钢-镍基合金(σb＝305±15MPa，τ＝230±10MPa)。实施例6按重量百分数配比，其成分为30.0％铜(Cu)，27.0％锌(Zn)，4.0％锡(Sn)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镓、铟和铈的无镉银钎料，其特征在于其组成为（按重量）２６．０～３２．０％铜（Ｃｕ）、２４．０～３２．０％锌（Ｚｎ）、２．０～６．０％锡（Ｓｎ）、２．０～５．０％镓（Ｇａ）、０．２～２．０％铟（Ｉｎ）、０．００２～０．１０％铈（Ｃｅ），余为银（Ａｇ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾文华，薛松柏，
申请(专利权)人：常熟市华银焊料有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]