[发明专利]一种埋弧焊用高润湿耐氧化无铅焊料及其加工制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，具体涉及一种用于埋弧焊接领域的无铅焊料。

背景技术

传统的焊料为Pb-Sn焊料，此种焊料由于润湿性好，焊接后的可靠性较高并且价格便宜，得到了广泛的应用。但是，由于Pb元素具有毒性，由Pb焊料制造后的产品会对环境和人体造成极大的危害，不符合“绿色工业”与“可持续发展”的要求。因此世界各国都明确规定禁止使用Pb焊料，如欧盟于2003年发布的WEEE指令与ROHS指令。而我国也明确规定自2007年3月起禁止使用含Pb焊料。因此无铅焊料的发展是势在必行的。

目前应用较多的无铅焊料有如下种类：Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu。但上述焊料在使用过程中都存在一些问题，如：Sn-Cu焊料价格便宜但润湿性差；Sn-Ag焊料润湿性虽优于Sn-Cu，但由于贵金属Ag的存在，故成本太高；Sn-Zn焊料具有高的蠕变抗力和热疲劳性能，但由于Zn活性太大，Sn-Zn焊料耐蚀性很差。专利号CN201410228913《一种无铅焊料》中提出采用加入纳米Ni颗粒来提高焊料的润湿性的方法。但是由于Ni属于铁磁性物质，并且其在常温下的磁化率可达10^-3数量级，对于焊料合金而言，容易产生电磁感应，会对焊料使用中的稳定性造成很大影响。

发明内容

针对上述提到的问题，本发明所要解决的问题就是开发一种用于埋弧焊接领域的无铅焊料，该无铅焊料同时具备润湿性好但不产生电磁感应的、具有好的蠕变性能并且耐氧化等优点。本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种埋弧焊用高润湿耐氧化无铅焊料，其特征在于它由下述重量百分比的组分组成：

Cu:0.2-0.8%，Ni-V合金颗粒：0.075-0.5%，纳米ZrO₂颗粒：0.1-1.2%，余量为Sn。

所述Ni-V合金颗粒为Ni₃V颗粒、Ni₂V颗粒或NiV₃颗粒中的一种。

优选的，所述Ni-V合金颗粒为Ni₃V颗粒，由下述重量百分比的组分组成：Ni：77.3%，V：22.7%。

优选的，所述Ni-V合金颗粒为Ni₂V颗粒，由下述重量百分比的组分组成：Ni:69.5%，V：30.5%。

优选的，所述Ni-V合金颗粒为NiV₃颗粒，由下述重量百分比的组分组成：Ni：27.5%，V：72.5%。

所述Ni-V合金颗粒是由下述方法制得：

将上述质量百分数的Ni粉与V粒混合后进行真空电弧熔炼，完全熔炼后，取出。而后将熔炼后的Ni-V合金放入700℃至900℃的退火炉中进行为期5至9天的退火，取出退火后的Ni-V合金，利用纳米球磨机进行球磨，设置转速为1000 rpm 至2000rpm，球磨时间为5h至8h，即得所述Ni-V合金颗粒。

优选的，上述的退火炉的温度为800℃。

优选的，利用纳米球磨机进行球磨，设置转速为1500rpm。

优选的，上述球磨时间为6h。

所述Ni-V合金颗粒粒径为3μm至40μm。

所述纳米ZrO₂颗粒粒径为10 nm 至60nm。

作为优选，在上述无铅焊料合金中，所述无铅焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu：0.3-0.8%，Ni₃V：0.1-0.3%，纳米ZrO₂:0.1-1.2%，余量为Sn。

作为优选，在上述无铅焊料合金中，所述无铅焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu:0.3-0.8%，Ni₂V:0.15-0.4%，纳米ZrO₂:0.1-1.2%，余量为Sn。

作为优选，在上述无铅焊料合金中，所述无铅焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu:0.3-0.8%，NiV₃:0.08-0.2%，纳米ZrO₂:0.1-1.2%，余量为Sn。

本发明还提供了上述无铅焊料的制备方法，其技术方案如下：