[发明专利]一种低熔点高强度铅铋稀土合金及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属材料领域，涉及一种低熔点高强度铅铋稀土合金及其制备方法。

背景技术:

CN201010301331.0号发明公开了一种低熔点锡铋焊料及其制备方法，其特征在于：为Sn、Bi、Ag三元亚共晶合金焊料，焊料合金中各化学成分的重量百分比为：Sn为44～58wt％，Bi为42～56wt％，Ag为0.25～1wt％。本发明锡铋焊料熔点范围控制在140℃-168℃内、具有熔点低、焊点强度高且成本低的优点。本发明锡铋焊料抗拉强度为75-88Mpa，熔点范围控制在140℃168℃内。

但是这种材料的抗拉强度低,使用性能受到限制。

CN200810069745.8号发明提供了一种电子行业使用的能抑制铅在高温下挥发的环保型的含铅钎料，其由以下质量百分比的组分组成：Ag 0～4.0wt％，Sb 0～3.0wt％，和Ni、Al、Bi、Ga、In、P、Ti中之一种或多种，每种元素的量为0.0001％－0.2％，余量为Sn和Pb。其中Ni、Al、Bi、Ga、In、P、Ti等元素的总量至多不超过0.3wt％，并有多种较好的组合，如Ni、P组合，Ni、P和Ti组合，Ni、P和Ga组合，或只选择Ni、Al等。

但是这种合金的组成元素繁多，造成的工艺复杂，不便于生产。Ni、Ti元素熔点高，不便于熔铸合金，另外会导致合金熔点提高；Ga、In成本高；P是易燃元素，不易熔铸合金。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种低熔点、高强度的铅铋稀土合金，该复合材料具有熔点低、强度高等良好的性能。

本发明的另一目的是提供一种低熔点高强度铅铋稀土合金制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低熔点高强度铅铋稀土合金，其特征是：该合金中各成份的质量百分含量：Bi为55～59wt％，Sr为0.01～0.03wt％，Rb为0.01～0.03wt％，Ce为0.01～0.03wt％, Te为0.01～0.03wt％，余量为Pb。

一种低熔点高强度铅铋稀土合金制备方法，其特征是：首先按照上述合金成分进行配料，原料Bi、Sr、Rb、Ce、Te、Pb的纯度均大于99.9％；将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为460-490℃，得到母合金，然后放入真空感应快淬炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为450-470℃，重熔管式坩埚的底部置于快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处，将上述母合金置于管式坩埚内熔化，合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为1mm的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为300-340微米，宽度为3-6毫米的合金带；转轮轮缘的旋转线速度为9～11m/s。

本发明的合金材料具有如下有益效果：

本发明的合金具有熔点低、焊点强度高且成本低的优点。本发明的钎料合金的主要元素使合金处在共晶成分附近，熔点低，工艺性能好；合金中的元素可形成BiSr2,SrPb3，RbBi2、RbPb3等对合金起强化作用，因而强度高，使用性能好。另外Sr、Te和Ce熔点不高，在熔化以后能自发生成一层表面改性膜，显著抑制高温下铅的挥发，在使用过程中环境条件好，对操作人员健康无影响，使用安全方便，而且成本低。

本发明合金在凝固中，采用快淬方式冷却，可以有效减小合金中的相，同时保证化学成分的均匀分布，这样不仅保证了焊接工艺性能，也保证了合金的力学性能。

本发明的合金性能见表1。

本发明制备中，不用贵重金属银，所取原料成本降低；另外合金经过快速冷却，保证了合金成分、组织和性能的均匀性，因此也就保证了合金的质量。本发明合金具有熔点低、焊点强度高且成本低的优点。因此使用的自由度更大,为扩大这种焊接方法的应用范围和进一步优化接头性能均提供了可能。该合金制备工艺简便，生产的合金具有良好的性能，非常便于工业化生产。

附图说明：

图1为本发明实施例一制得的低熔点高强度铅铋稀土合金的组织图。

由图1可以看出其组织致密均匀。

具体实施方式：

实施例一：

本发明低熔点高强度铅铋稀土合金制备方法，过程包括以下步骤：