[发明专利]一种含Ga低银铜基高性能钎料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含Ga低银铜基高性能钎料，按质量百分比计由以下原料制成：Ag 1.5～2.5％、P 4.5～5.5％、Sn 5～7％，Ni 0.01～2％、Ga 0.001～0.05％、Si 0.001～0.1％、Ce 0.01～0.05％，其余为铜和不可避免的杂质，并且每种原料的纯度在99.9％以上。其制备方法为将Ni与Cu、P与Cu、Si与Cu、Ga与Cu和Ce与Cu分别按照特定的比例制成中间合金，然后依次加入金属Cu、Cu‑P、Cu‑Ni、Cu‑Si、Cu‑Ga和Cu‑Ce进行熔炼，待完全熔化后加入Sn和Ag，加料完成后立即加入硼砂，后处理即得。大大降低了生产成本，且改进后钎料的机械强度高、致密性好，接头耐腐蚀性和抗拉强度优秀，钎焊工艺性能优良，钎焊接头质量稳定，具有良好的疲劳性能，能有效提升钎焊接头的使用寿命，能够替代BCu88PAg钎焊。

技术领域

本发明涉及钎料制造技术领域，尤其是一种含Ga低银铜基高性能钎料及其制备方法。

背景技术

钎料以熔化温度分类可以分为软钎料和硬钎料，硬钎料依照基体类型可以分为铜基钎料、银基钎料、镍基钎料、金基钎料、钯基钎料、锰基钎料等多种钎料。铜基钎料作为硬钎料中的一类，在焊接铜合金及不锈钢时有着如下优势：铜基钎料的价格低廉；铜基钎料导电性比较强；焊缝组织中的α-Cu组织有着很强的塑形和强度；Cu原子在焊接过程中可与母材发生有益扩散，增强焊缝强度；Cu-P系铜基钎料由于可以与铜合金母材发生自润湿效应，可以省掉使用钎剂的费用。

但是传统铜基钎料也有它的不足之处：Cu-Zn系无镉铜基钎料温度较高，焊接后对母材的影响较大；Cu-P相具有很强的脆性，对母材α-Cu组织有着致命的力学性能影响；Cu原子虽然可以有益扩散，但是由于钎焊时间短，单独靠Cu原子的原子迁移能还不足以达到预期效果。

现在市场上响应比较好的有BCu88PAg钎料，但是由于有5％银元素的加入，使得其价格比较高，使用成本大大增加。

现在也有一些性能相对较好的钎料，如公开日为2016年12月29日，公开号为CN106624448A的中国专利中，公开了一种新型低银铜磷钎料，该钎料中虽然机械强度有所改善，但其钎焊过程中没有对杂质元素铅、铋进行防护处理，影响钎料的润湿性。

发明内容

本发明目的在于提供一种新的含Ga低银铜基高性能钎料及其制备工艺，在保证原有的Cu-P系钎料性能的同时，显著提高润湿性、机械强度，降低固液相线，最终得到类似于BCu88PAg的焊接使用效果。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种含Ga低银铜基高性能钎料，其特征在于，按质量百分比计由以下原料制成：Ag1.5～2.5％、P 4.5～5.5％，Sn 5～7％、Ni 0.01～2％、Ga 0.001～0.05％、Si 0.001～0.1％、Ce 0.01～0.05％，其余为铜和不可避免的杂质，并且每种原料的纯度在99.9％以上。

优选的，一种含Ga低银铜基高性能钎料，按质量百分比计，由以下原料制成：Ag1.9～2.1％、P 4.9～5.1％、Sn 1％、Ni 1％、Ga 0.01％、Si 0.05％、Ce 0.03％余量为铜和不可避免的杂质，并且每种原料的纯度在99.9％以上。

上述含Ga低银铜基高性能钎料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将Ni与Cu按照含Ni 12～18wt％的比例进行预先熔炼，制成中间合金Cu-Ni；

(2)、将P与Cu按照含P 12～18wt％的比例进行预先熔炼，制成中间合金Cu-P；

(3)、将Si与Cu按照含Si 12～18wt％的比例进行预先熔炼，制成中间合金Cu-Si；

(4)、将Ga与Cu按照含Ga 8～12％的比例进行预先熔炼，制成中间合金Cu-Ga；