[发明专利]一种高熵超银钎料合金及其制备方法

说明书

本发明公开一种高熵超银钎料合金及其制备方法，该发明银含量低、性能优异、连接强度高。按照摩尔百分比包括以下物质：20‑30% CuP合金；20‑30% NiSn合金；20‑25% Ag；20‑25%稀土Re。其制备方法，采用多靶直流磁控溅射共沉积电源在基底表面同时沉积CuP、Re、Ni、Sn、Ag金属或合金，制备成六元高熵超银钎料合金。本发明为大型电机领域相关管路、转子的创新连接提供技术支撑，主要用于大型电机的高可靠连接，定位预制钎料在钎焊连接部位，避免接头中出现乱流、钎透、熔蚀等现象。

技术领域

本发明属于金属焊接材料技术领域，具体地说涉及一种高熵超银钎料合金及其制备方法。

背景技术

银钎料作为一类重要的硬钎料，可用于钎焊除铝、镁合金等轻金属之外所有的材料，在家用电器、航空航天等行业广为应用。然后，银钎料由于银含量高，对于企业和客户来说，成本过高，无法满足实际行业需求。亟需开发低银、代银钎料，或超银钎料，即性能优于银钎料的一类钎料，具有重要的工程意义。

对于银钎料，国内外相关高校、企业、研究院所等进行了相关研究，发明专利ZL2016111575355中公开一种低镉银钎料，Sn含量0.001～0.005%，为微量元素，含量过低；发明专利ZL2012105538806公开一种多元银钎料，不含有Sn，钎焊碳钢强度达到489MPa；发明专利ZL011417560公开无镉银基钎料，Sn含量为5.5～6.0%，对于特殊要求的构件可能无法实现可靠连接；专利申请2017106341215一种低银钎料主要是铜钎料，Sn1.3～2%。发明专利ZL2015108675870公开一种过饱和钎料及其制备方法，提出了电铸扩散复合制备高锡银钎料的方法，但对扩散处理工艺要求很高。

高熵合金具有诸多优异的性能，如高强度高硬、高耐磨性、高断裂韧性、优异的低温性能和结构稳定性、良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。高熵合金不是基于一种主要元素，而是含有5种及以上元素，且每种元素的含量均在 5~35%之间。令人惊讶的是，高熵合金虽然成分复杂，但相组成却很简单，通常是单相，或者双相结构，在显微组织控制方面既具有很好的稳定性，又具有很高的灵活性。Sn-Zn-Cu焊料的高通量制备方法（201910557829.4），用两靶共溅射沉积方法制备高熵Sn基钎料；申请号2019102725855发明专利申请公开一种CoCrCuFeNi高熵合金的钎焊连接方法，公开了一种CoCrCuFeNi为主元的铜基钎料，用于CoCrCuFeNi高熵合金板的钎焊，强度最高411MPa；申请号2019105263190发明专利申请公开一种锡银铜硅高熵合金钎料及其制备方法，T2铜合金接头的抗剪强度102.3MPa。申请号为2019108920673发明专利申请公开一种高熵合金钎料的制备方法及用途，通过球磨制备15-35%Ni粉、15-35%Cr、15-35%Co、15-35%Fe的钎料合金。申请号为2019105259655发明专利申请公开一种钴铁镍铬锰高熵合金钎料及其制备方法，钴铁镍铬锰高熵合金钎料按照质量分数包括以下物质：15-25%Co、15-25%Fe、15-25%Ni、15-25%Cr，及15-25%Mn，钎料抗剪强度大于185MPa。申请号为2018106639093发明专利申请公开一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法，高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮由Co、NiP、Cr、TiH₂、Cu合金化后气体雾化制作钎料。申请号为201811013732.9发明专利申请公开一种用于钎焊钽Ta1与1Cr18Ni9不锈钢的非晶态高熵合金钎料，由以下组分组成：7.0～ 9.0%Cr，5.0～8.0%Si，5.0～7.0%Fe，6.0～8.0%Zr，2.0～3 .0%Ta，2.5～4.5%B，余量为Ni，该钎料主要是镍基钎料。

发明内容

上述高熵合金钎料归纳起来，分为高温系列，如钴基、镍基；低温系列如锡基、铝基。有关大型电机用高熵超银钎料定位预制在钎焊连接部位，避免出现乱流、钎透、熔蚀等现象的铜磷系超银钎料，目前国内外还是空白，有待开发。

本发明的目的在于提供一种高熵超银钎料合金及其制备方法，该发明银含量低、性能优异、连接强度高。