[发明专利]一种铜铝钎焊连接钎缝导电性强且强度高的锌铝钎料

说明书

本发明属于钎料技术领域，提供一种铜铝钎焊连接钎缝导电性强且强度高的锌铝钎料，化学成分按质量百分比计为：掺银纳米氧化锌1.0％‑2.0％，掺铝纳米氧化锌6.5％‑8.0％，硒6.8％‑8.2％，铝1.0％‑1.5％，余量为锌，其中掺银纳米氧化锌与掺铝纳米氧化锌质量之和不小于8.5％。本发明中加入了掺银(铝)纳米氧化锌，氧化锌与基体为锌的锌铝钎料界面结合牢固，掺银(铝)纳米氧化锌结构稳定，分散性能良好，在钎缝中均匀分布，具有优异的导电性能，钎缝的导电性与铝合金相近；钎缝凝固时纳米氧化锌可作为形核质点，起到非自发形核的作用，细化钎缝组织的晶粒，有效提高钎缝的剪切强度。

技术领域

本发明属于钎料技术领域，具体是一种铜铝钎焊连接钎缝导电性强且强度高的锌铝钎料。

背景技术

铜是优良的导电、导热材料，具有良好的压延性能，广泛应用于电力传输、热量交换、电子产品、制冷设备等领域。但铜是稀缺金属，属于战略资源，近年来铜价一直居高不下，限制了铜的应用，铜的资源性短缺及由此造成的铜价上涨促使科技工作者开始致力于寻找铜的替代品。铝具有优良的导电导热性、耐蚀性及良好的加工性能，是用来代替铜的最佳材料。由于铜和铝在某些性能方面的差异，使得许多结构中铜不能被铝完全代替，因此在铜构件和铝构件间就产生了铜铝异种金属的连接问题，带动了铜铝连接问题研究的发展。

钎焊工艺生产效率高、适应性好，是实现铜铝连接最具前景的技术，选择优良的钎料是实现铜铝连接的必由之路。锌铝钎料铺展性强、填缝性好、接头强度较高，比锌锡钎料的耐蚀性及耐高温性好，比铝硅钎料的熔点低，并且避免了锌镉钎料中镉对环境的危害，是用来钎焊铜铝的最佳选择。

为了提高钎焊连接钎缝的强度，技术人员在钎料中加入了纳米颗粒，可有效提高其剪切强度。但存在的问题是：铜铝连接一般是用于导电用途，纳米颗粒的加入如果是金属颗粒，或者熔于钎料失去作用，或者与熔体结合性差造成钎料和钎缝的强度低；如果是与钎料和钎缝结合性好的非金属颗粒，则铜铝连接的钎缝处导电性大大降低。

中国专利202110070872.5提供了一种铜板与铝板搭接钎焊用带状钎料及其制备方法，采用在锌铝钎料中填加纳米氧化锌的方法，得到了接头强度高的钎缝，但存在的问题是：其导电性能大大降低，不能满足铜锌连接导电领域的要求。

如何解决上述问题，是本领域技术工作人员的当务之急。

发明内容

本发明提供一种铜铝钎焊连接钎缝导电性强且强度高的锌铝钎料，解决如下技术问题：如何在保证钎缝强度的前提下提高其导电性能。

本发明采用如下技术方案：

一种铜铝钎焊连接钎缝导电性强且强度高的锌铝钎料，化学成分按质量百分比计为：掺银纳米氧化锌1.0％-2.0％，掺铝纳米氧化锌6.5％-8.0％，硒6.8％-8.2％，铝1.0％-1.5％，余量为锌，其中掺银纳米氧化锌与掺铝纳米氧化锌质量之和不小于8.5％。

进一步的，化学成分按质量百分比计为：掺银纳米氧化锌1.2％-1.8％，掺铝纳米氧化锌7.0％-7.5％，硒7.0％-8.0％，铝1.2％-1.3％，余量为锌，其中掺银纳米氧化锌与掺铝纳米氧化锌质量之和不小于8.5％。

更进一步的，化学成分按质量百分比计为：掺银纳米氧化锌1.3％，掺铝纳米氧化锌7.3％，硒7.5％，铝1.25％，余量为锌。

采用较低的铝含量(质量分数1.0％-1.5％)，并加入熔点为217℃的硒，有效降低了钎料的熔点，钎料的润湿性好，钎焊时易铺展填缝，钎焊工艺性能优异，且形成脆性相的Cu₃Al₂和CuAl₂极少。

所述掺银纳米氧化锌化学成分按质量百分比计为：银8.0％-10.0％，余量为氧化锌。

所述掺银纳米氧化锌的粒径为5nm-12nm，首选7nm-10nm。