[发明专利]钎料合金、钎料及其制备方法和应用以及制得的钎焊产品

说明书

本发明提供了一种钎料合金、钎料及其制备方法和应用以及制得的钎焊产品，涉及焊接材料技术领域。上述钎料合金在传统Zn‑Al基钎料基础上，通过添加Mg、Ni、Cr、Ga和稀土元素以特定组分配比制备得到。其中，上述钎料合金中Ni可提高钎料强度；Mg可提高钎料的电极电位；Cr可形成致密氧化膜降低腐蚀速率；Ga可提高腐蚀产物的粘附性，使其均匀覆盖在钎料表面上，减小钎料裸露面积；稀土元素可细化晶粒和净化界面，降低晶间腐蚀倾向。本发明通过上述组分之间的合理配比，能够实现协同增效的作用，在提高钎料的钎焊强度的同时，又保证钎料具有良好的耐腐蚀性，能够充分满足现有铝‑铜材料钎焊连接的工艺需要。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其是涉及一种钎料合金、钎料及其制备方法和应用以及制得的钎焊产品。

背景技术

在制冷、电力、电子等行业，为实现结构轻量化和节约成本的目的，往往会采用铝材代替铜材。但是鉴于铝与铜某些性能方面的差异，使得部分重要的结构件必须用铜制造，因而在某些部件的制备过程中也相应的存在铝-铜连接的技术问题。

目前，铝-铜的连接方法主要有熔焊、压焊和钎焊等。其中，熔焊接头强度低，不适用于铝-铜连接；压焊接头质量最好，但设备昂贵，生产成本高，不适应流水线生产；钎焊方法的焊接质量优于熔焊，且成本低、生产效率高，适于流水线生产，因此，钎焊方法是现有铝-铜材料连接的首推连接方式。

现有的铝-铜钎焊用钎料主要有Al-Si基、Sn-Zn基和Zn-Al基钎料。其中：Al-Si基钎料的钎焊温度高，钎焊时铝母材易熔化，且钎焊铝-铜时易生成大量的CuAl₂和Cu₃Al₂金属间化合物，导致接头强度低；Sn-Zn基钎料的钎焊温度低，用于铝-铜软钎焊，钎焊接头的剪切强度可达40MPa以上，但钎焊接头抗腐蚀性较差，在水中或盐水中浸泡1～4周便会发生脱落；与 Sn-Zn基、Al-Si基钎料相比，Zn-Al基钎料熔化温度低于Al-Si基钎料，价格低廉，是钎焊铝-铜异种金属的优选钎料。

但目前市售Zn-Al基钎料普遍存在钎焊强度低的问题，剪切强度仅30～ 40MPa，同时抗腐蚀性差，存放过程中易出现“老化”和“脆化”现象，严重影响钎料的钎焊工艺性和接头的力学性能，接头可靠性不能得到保证。

因此，研究开发出一种钎焊强度高、抗腐蚀性强的Zn-Al基钎料合金，进而满足现有铝-铜材料钎焊连接的钎焊工艺性能和接头力学性能的需要，变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钎料合金，该钎料合金在传统Zn-Al 基钎料基础上，通过复合添加Mg、Ni、Cr、Ga和稀土元素以特定组分配比制备得到，相比于传统的Zn-Al基钎料，上述钎料合金在提高钎料的钎焊强度的同时，又保证钎料具有良好的耐腐蚀性，能够充分满足现有铝-铜材料钎焊连接的钎焊工艺性能和接头力学性能的需要。

本发明的第二目的在于提供一种上述钎料合金的制备方法，该制备方法具有工艺流程短、设备简单易操作的优势，可以实现钎料合金的大批量工业化生产。

本发明的第三目的在于提供一种钎料，所述钎料主要由上述钎料合金制备得到，具有钎焊强度高、抗腐蚀性强的优势。

本发明的第四目的在于提供一种上述钎料的制备方法，该制备方法具有制备工艺简单，易于实现的优势。

本发明的第五目的在于提供一种上述钎料合金或钎料在制备钎焊产品中的应用。

本发明的第六目的在于提供一种钎焊产品。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种钎料合金，按质量百分数计，所述钎料合金主要由以下组分制备得到：