一種釬料及其制備方法
【專利說明】一種釬料及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明專利涉及一種釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說就是一種釬料及其制備方法。技術(shù)背景
[0003]銅具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。塑性加工性能、耐腐蝕性能，因此銅被廣泛應(yīng)用于電氣工業(yè)、輕工業(yè)、機(jī)械制造、建筑工業(yè)和國防工業(yè)等領(lǐng)域，但由于銅資源短缺，導(dǎo)致銅價(jià)居高不下，因此尋找銅的替代品成為必然；鋁及其合金具有與銅相近的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，同時(shí)還具有較好的耐腐蝕性和易加工性能，此外鋁的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格較低，其密度僅為銅的三分之一，所以鋁可以成為銅的最佳替代品。銅和鋁這種異種金屬連接結(jié)構(gòu)在航空航天技術(shù)、核工業(yè)、微電子技術(shù)、汽車工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]銅鋁焊接的技術(shù)難點(diǎn)在于異種材料之間受熱熔點(diǎn)差異大，容易出現(xiàn)燒焊熱熔(主要出現(xiàn)在鋁焊件部分)現(xiàn)象，導(dǎo)致加工失敗。
[0005]傳統(tǒng)上常用掛錫和融錫的方法焊接銅鋁，不過這種方法成型不好，沒有很好的強(qiáng)度，由于錫的熔點(diǎn)低又不能焊接在高溫下的工件，所以此工藝只適合低溫條件下的小工件上使用，很難運(yùn)用到大型產(chǎn)品當(dāng)中；而采用熔化焊、摩擦焊、冷壓焊、電子束焊和超聲波焊等方法焊接銅鋁，焊接出來的成品往往接頭脆性大，易產(chǎn)生裂紋且焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接起來的成品工件容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而出現(xiàn)斷裂就會(huì)造成導(dǎo)電體斷路或者管道泄露，達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)中要求的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明專利的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，為人們提供一種釬料及其制備方法，以其為中間介質(zhì)焊接銅鋁所獲得的成品不僅成型好，抗拉、抗剪性能及導(dǎo)電、耐腐蝕性能均得到大幅度提高。
[0007]本發(fā)明專利的目的可以通過以下方式實(shí)現(xiàn):
一種銅鋁釬焊用Sn — Zn基無鉛釬料的組成成分為:錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中重量百分比為:鋅18?22%、鋁2?4%、銀0.2?0.8%、鑭0.1?1%，錫為余量。
[0008]其制備方法包括以下步驟:
(I)備料。按其組成錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn (99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和 Cd (99.9wt%),重量百分比為:鋅 18?22%、鋁2?4%、銀0.2^0.8%、鑭0.f 1%，錫為余量備料。
[0009](2)將稱量完畢的鋅、鋁、銀、鑭和錫裝入剛玉坩堝中，采用中頻感應(yīng)熔煉，加熱到600—610 0C，至其中的金屬單質(zhì)完全熔化。
[0010](3)保溫3小時(shí)，期間每隔半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)剛玉坩堝，使金屬液體中的成分分布均勻，待金屬混合均勻后取出并立即放入水中急速冷卻，金屬凝固后即獲得成品的釬料產(chǎn)品。[0011 ] 熔煉過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
[0012]本發(fā)明專利產(chǎn)品的有益效果:
本發(fā)明專利產(chǎn)品在銅和鋁上都具有良好的潤濕性，可以形成具有較好性能的釬焊接頭；由于通過合金配方的優(yōu)化和添加了稀土元素鑭，使本發(fā)明專利產(chǎn)品具有較好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，其熔化性能和導(dǎo)電性能也有所改善。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明專利做進(jìn)一步的說明，但并不做為對本發(fā)明專利的限定。
[0014]實(shí)施例1
一種銅鋁釬焊用Sn — Zn基無鉛釬料的優(yōu)選組成成分為:錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中重量百分比為:鋅20%、鋁3%、銀0.5%、鑭0.6%，錫為余量。
[0015]其制備方法包括以下步驟:
(I)備料。按其組成錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn (99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和 Cd (99.9wt%),重量百分比為:鋅 20%、鋁 3%、銀0.5%、鑭0.6%，錫為余量備料。
[0016](2)將稱量完畢的鋅、鋁、銀、鑭和錫裝入剛玉坩堝中，采用中頻感應(yīng)熔煉，加熱到600°C，至其中的金屬單質(zhì)完全熔化。
[0017](3)保溫3小時(shí)，期間每隔半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)剛玉坩堝，使金屬液體中的成分分布均勻，待金屬混合均勻后取出并立即放入水中急速冷卻，金屬凝固后即獲得成品的釬料產(chǎn)品。
[0018]熔煉過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。其釬料接頭的接頭剪切強(qiáng)度可達(dá)到40MPa。
[0019]實(shí)施例2
一種銅鋁釬焊用Sn — Zn基無鉛釬料的優(yōu)選組成成分為:錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中重量百分比為:鋅18%、鋁2%、銀0.3%、鑭0.4%，錫為余量。
[0020]其制備方法包括以下步驟:
(I)備料。按其組成錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn (99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和 Cd (99.9wt%),重量百分比為:鋅 18%、鋁 2%、銀0.3%、鑭0.4%，錫為余量備料。
[0021](2)將稱量完畢的鋅、鋁、銀、鑭和錫裝入剛玉坩堝中，采用中頻感應(yīng)熔煉，加熱到610°C，至其中的金屬單質(zhì)完全熔化。
[0022](3)保溫3小時(shí)，期間每隔半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)剛玉坩堝，使金屬液體中的成分分布均勻，待金屬混合均勻后取出并立即放入水中急速冷卻，金屬凝固后即獲得成品的釬料產(chǎn)品。
[0023]熔煉過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。其釬料接頭的接頭剪切強(qiáng)度可達(dá)到42MPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種釬料及其制備方法，其特征在于其組成成分為:錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為 Zn (99.995wt%)、Sn (99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和 Cd (99.9wt%),重量百分比為:鋅18?22%、鋁2?4%、銀0.2^0.8%、鑭0.f 1%，錫為余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釬料及其制備方法，其特征是做為一種優(yōu)選其組成成分為錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和Cd (99.9wt%)，重量百分比為:鋅20%、鋁3%、銀0.5%、鑭0.6%，錫為余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釬料及其制備方法，其特征是做為一種優(yōu)選其組成成分為錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和Cd (99.9wt%)，重量百分比為:鋅18%、鋁2%、銀0.3%、鑭0.4%，錫為余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釬料及其制備方法，其特征是其制備方法的步驟如下: Cl)備料，按其組成錫、鋅、鋁、銀和鑭，其中所述的單質(zhì)純度為Zn (99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al (99.5wt%)、Ag (99.9wt%)和 Cd (99.9wt%),重量百分比為:鋅 18?22%、鋁2?4%、銀0.2^0.8%、鑭0.f 1%，錫為余量備料； (2)將稱量完畢的鋅、鋁、銀、鑭和錫裝入剛玉坩堝中，采用中頻感應(yīng)熔煉，加熱到600—610°C，至其中的金屬單質(zhì)完全熔化； (3)保溫3小時(shí)，期間每隔半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)剛玉坩堝，使金屬液體中的成分分布均勻，待金屬混合均勻后取出并立即放入水中急速冷卻，金屬凝固后即獲得成品的釬料產(chǎn)品； 熔煉過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說就是一種釬料及其制備方法。一種銅鋁釬焊用Sn—Zn基無鉛釬料的組成成分為：錫、鋅、鋁、銀和鑭，其單質(zhì)純度為Zn（99.995wt%）、Sn（99.99wt%）、Al(99.5wt%)、Ag（99.9wt%）和Cd（99.9wt%），重量百分比為：鋅18~22%、鋁2~4%、銀0.2~0.8%、鑭0.1~1%，錫為余量。本發(fā)明產(chǎn)品在銅和鋁上都具有良好的潤濕性，可以形成具有較好性能的釬焊接頭；由于通過合金配方的優(yōu)化和添加了稀土元素鑭，使本發(fā)明產(chǎn)品具有較好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，其熔化性能和導(dǎo)電性能也有所改善。
【IPC分類】B23K35-26, B23K35-40
【公開號】CN104741818
【申請?zhí)枴緾N201310723422
【發(fā)明人】蘇君
【申請人】哈爾濱哈冶釬料有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月25日