[发明专利]一种添加合金元素的无铅喷金料

说明书

技术领域

本发明涉及一种添加合金元素的无铅喷金料，属金属化薄膜电容器端面喷金用金属材料的制备技术领域。

背景技术

喷金料是用于金属化薄膜电容器端面进行喷金的合金材料，已有专利号为ZL02111554.0的无铅喷金料，各项电器机械性能均优于传统铅基五元喷金料，熔点和铅基五元喷金料接近，只需做不大的工艺参数调整，即能适应原使用铅基五元喷金料的喷金机使用，该发明中各组份的组成按重量百分比计分别为：锌(Zn)12-25％；锑(Sb)1-3％；铜(Cu)0.1-1％，其余为锡，即含有86.9-71％的锡，而原有铅基五元喷金料仅含37-39％的锡，由于锡价较贵，在某种程度上增加了无铅喷金料的价格，也相应增加了金属化薄膜电容器的生产成本，因而影响了金属化薄膜电容器实现无铅化喷金的应用进度。

为了降低成本，在申请号为2005100610198的无铅喷金料发明专利申请中，降低了锡的含量，增加了锌的含量。这样，因锌价低于锡价，而使成本下降，但随着锌含量的增加，硬脆相锌锑锡铜间的化合物也增加，加工难度也相应增加，使喷金丝柔韧性降低，在喷金过程中易断丝、堵枪。其次，锌含量增加后，喷金料熔点明显提高，对喷金工艺要求提高，增加了工艺难度。再次，随着锌含量的提高，由于锌容易氧化，喷金料的抗氧化能力下降，影响了电容器端面喷金层的质量和电性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效改进加工性能，改善电容器端面喷金层质量以及喷金效率的添加合金元素的无铅喷金料。

本发明为一种添加合金元素的无铅喷金料，包括锡(Sn)，锌(Zn)，锑(Sb)，铜(Cu)，其特征在于还同时包括铋(Bi)，银(Ag)，铟(In)，镍(Ni)，镓(Ga)，磷(P)，铬(Cr)，钛(Ti)，钴(Co)，锗(Ge)的任一种或一种以上的合金元素，各组份的组成按重量百分比计分别为：锡(Sn)20～90％，锑(Sb)0.2～2％，铜(Cu)0.01～0.5％，铋(Bi)0.005～2.5％，银(Ag)0.005～1.0％，铟(In)0.005～1.0％，镍(Ni)0.005～0.6％，镓(Ga)0.005～1.0％，磷(P)0.005～0.8％，铬(Cr)0.005～0.8％，钛(Ti)0.005～0.5％，钴(Co)0.005～0.5％，锗(Ge)0.005～0.5％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.08％的杂质，各组份的重量百分比总和为100％。

本发明通过综合分析合金元素在无铅喷金料中所起的有益作用，经优化设计及反复试验研究，合理确定了合金元素的配比和添加量：

铋(Bi)的合理添加可显著降低合金熔点，作为合金的固溶体成分可提高合金力学性能，改善喷金料的加工性能，其优选添加量为0.2～2％。

银的合理添加可提高合金力学性能，提高喷金料在电容器端面的润湿性，改善端面喷金层和引线的焊接质量，其优选添加量为0.1～0.5％。

铟(In)的合理添加可降低合金熔点，提高喷金料在电容器端面的润湿性，改善端面喷金层质量，其优选含量为0.05～0.5％。

镍的合理添加可细化合金显微组织，提高合金的机械强度，改善加工性能和喷金料的润湿性以及抗氧化性能，其优选添加量为0.05～0.4％。

镓(Ga)的合理添加可以固溶在其他元素中，具有固溶强化效果，提高喷金料的润湿性和抗拉强度，改善喷金料的加工性能和使用性能，添加后合金熔点有所下降，其优选添加量为0.1～0.5％。

磷(P)的合理添加可在熔融的合金表面形成一层薄膜，从而阻止喷金料直接接触周围的空气而达到防止氧化的目的，改善喷金料加工性能，其优选添加量为0.05～0.5％。

铬(Cr)的合理添加与喷金料主成份中各元素为难混溶体系，在基体中呈细小弥散分布，对合金具有强化作用。另外，可在钎料表面形成致密氧化膜，成为“阻挡层”，抑制喷金料的氧化，改善喷金料的高温抗氧化性能，其优选添加量为0.05～0.4％。

钛(Ti)、钴(Co)、锗(Ge)在喷金料合金中起到金属间化合物生长调节剂的作用，可细化晶粒，改善喷金料的加工，提高喷金速度，其优选添加量均为0.05～0.2％。

由于原料和加工过程的影响，喷金料合金组成中不可避免地含有少量杂质，杂质中各种成份的组成按重量百分比分别为：铁(Fe)≤0.02％、硅(Si)≤0.01％、铅(Pb)≤0.05％、镉(Cd)≤0.002％。