[发明专利]一种钎料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明专利涉及一种钎焊材料技术领域，具体来说就是一种钎料及其制备方法。

技术背景

铜具有优异的导电导热性。塑性加工性能、耐腐蚀性能，因此铜被广泛应用于电气工业、轻工业、机械制造、建筑工业和国防工业等领域，但由于铜资源短缺，导致铜价居高不下，因此寻找铜的替代品成为必然；铝及其合金具有与铜相近的导热性、导电性，同时还具有较好的耐腐蚀性和易加工性能，此外铝的储量丰富，价格较低，其密度仅为铜的三分之一，所以铝可以成为铜的最佳替代品。铜和铝这种异种金属连接结构在航空航天技术、核工业、微电子技术、汽车工业、石油化工等领域都得到了广泛的应用。

铜铝焊接的技术难点在于异种材料之间受热熔点差异大，容易出现烧焊热熔（主要出现在铝焊件部分）现象，导致加工失败。

传统上常用挂锡和融锡的方法焊接铜铝，不过这种方法成型不好，没有很好的强度，由于锡的熔点低又不能焊接在高温下的工件，所以此工艺只适合低温条件下的小工件上使用，很难运用到大型产品当中；而采用熔化焊、摩擦焊、冷压焊、电子束焊和超声波焊等方法焊接铜铝，焊接出来的成品往往接头脆性大，易产生裂纹且焊缝易产生气孔，焊接起来的成品工件容易出现断裂现象，而出现断裂就会造成导电体断路或者管道泄露，达不到实际生产中要求的效果。

发明内容

本发明专利的目的就是为了克服现有技术的缺陷，为人们提供一种钎料及其制备方法，以其为中间介质焊接铜铝所获得的成品不仅成型好，抗拉、抗剪性能及导电、耐腐蚀性能均得到大幅度提高。

本发明专利的目的可以通过以下方式实现：

    一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的组成成分为：锡、锌、铝、银和镧，其中重量百分比为：锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%，锡为余量。

其制备方法包括以下步骤：

（1）备料。按其组成锡、锌、铝、银和镧，其中所述的单质纯度为Zn（99.995wt%）、Sn（99.99wt%）、Al(99.5wt%)、Ag（99.9wt%）和Cd（99.9wt%），重量百分比为：锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%，锡为余量备料。

（2）将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中，采用中频感应熔炼，加热到600—610℃，至其中的金属单质完全熔化。

（3）保温3小时，期间每隔半小时转动刚玉坩埚，使金属液体中的成分分布均匀，待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却，金属凝固后即获得成品的钎料产品。

熔炼过程在氩气保护下进行。

本发明专利产品的有益效果：

本发明专利产品在铜和铝上都具有良好的润湿性，可以形成具有较好性能的钎焊接头；由于通过合金配方的优化和添加了稀土元素镧，使本发明专利产品具有较好的力学性能和耐腐蚀性能，其熔化性能和导电性能也有所改善。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明专利做进一步的说明，但并不做为对本发明专利的限定。

实施例1

    一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的优选组成成分为：锡、锌、铝、银和镧，其中重量百分比为：锌20%、铝3%、银0.5%、镧0.6%，锡为余量。

其制备方法包括以下步骤：

（1）备料。按其组成锡、锌、铝、银和镧，其中所述的单质纯度为Zn（99.995wt%）、Sn（99.99wt%）、Al(99.5wt%)、Ag（99.9wt%）和Cd（99.9wt%），重量百分比为：锌20%、铝3%、银0.5%、镧0.6%，锡为余量备料。

（2）将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中，采用中频感应熔炼，加热到600℃，至其中的金属单质完全熔化。

（3）保温3小时，期间每隔半小时转动刚玉坩埚，使金属液体中的成分分布均匀，待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却，金属凝固后即获得成品的钎料产品。

熔炼过程在氩气保护下进行。其钎料接头的接头剪切强度可达到40MPa。

实施例2

    一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的优选组成成分为：锡、锌、铝、银和镧，其中重量百分比为：锌18%、铝2%、银0.3%、镧0.4%，锡为余量。

其制备方法包括以下步骤：