[发明专利]磷铜合金焊料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜基合金焊料的制备方法，尤其是涉及一种磷铜合金焊料的制备方法。

背景技术

制冷行业四通阀、截止阀、特别是出口截止阀、管组的紫铜与黄铜、黄铜与黄铜、黄铜与铜合金钎焊，原来基本使用BAg30CuZnCd或BAg20Cu-P焊料焊接。由于近几年来，有色金属价格一涨再涨，BAg30CuZnCd或BAg20Cu-P等焊料由于含Ag量较高，导致成本较高，难以适应用户的需求。而降低Ag的含量势必导致焊料合金熔化温度的升高，因此需要采用其他方法降低焊料合金的熔化温度，并获得与上述产品相近的综合性能。

技术内容

本发明的目的是提供一种烧损少、综合性能好、成本低的特定磷铜合金焊料的制备方法，该合金磷铜焊料的成分为：Ag占合金焊料总质量的：1.8％～2.2％，P占合金焊料总质量的：6.8％～7.5％，铟占合金焊料总质量的：0.5％～1.0％，镓占合金焊料总质量的：0.1％～0.5％，余量为铜及不可避免的杂质，该合金具有与BAg20Cu-P相近的性能，但成本大大降低。

本发明采用如下技术方案：

一种磷铜合金焊料的制备方法，该磷铜合金焊料的成分为：Ag占合金焊料总质量的：1.8％～2.2％，P占合金焊料总质量的：6.8％～7.5％，铟占合金焊料总质量的：0.5％～1.0％，镓占合金焊料总质量的：0.1％～0.5％，余量为铜及不可避免的杂质，其特征在于制造该合金的方法包括以下步骤：

第一步：制备铟镓中间合金：按成分要求比例称好纯铟置于坩埚内，升温加热至铟锭完全熔化后，然后加入按成分要求称好的纯镓，再搅拌均匀，待镓完全熔化后，将合金熔液浇铸，即可获得铟镓中间合金，

第二步，制备磷铜焊料合金：按成分比例要求称好铜和银放入坩埚内，加热，待加入的铜熔化时，加入按成分比例要求称好的磷铜中间合金，铜、银、磷铜中间合金的混合物完全熔化后，降温至740℃～760℃，顺时针搅拌，将铜、银、磷铜中间合金金属液体搅拌均匀，在740℃～760℃下保温5～8分钟，除去合金金属液体合金上的浮渣物，按比例加入第一步得到的铟镓中间合金，搅拌均匀，浇铸，得到磷铜焊料合金。

将第二步得到的合金焊料液体倒入预熔炉中，在740℃保温，并在该温度下采用连铸的方法获得焊料合金铸锭。连铸的方法为：经结晶器用自动牵引器牵引，自动切断，获得焊料合金铸锭。

本技术方案中，可将第二步得到的合金焊料液体倒入预熔炉中，在740℃保温，并采用连铸的方法获得焊料合金铸锭。

相对于现有技术，本发明获得如下技术效果：

1.本发明通过将In和Ga加入低Ag铜磷合金(Ag的含量只有2％)，使得焊料合金的熔化温度(液、固相温度)大大降低，从而达到与含银质量百分比为20％的Ag的铜磷合金相同的熔化温度。

2.In的熔点为153℃，而Ga的熔点只有29.8℃，而Cu和Ag的熔点很高，因而难以制备同时含有上述几种元素的合金，因为In和Ga极容易烧损。

本发明通过首先制备In-Ga合金，再将In-Ga合金加入Cu-Ag合金中，而其熔化温度(包括液相线温度和固相线温度等性能，见实施例中的表格)等各方面的综合性能与较高银含量的合金焊料的综合性能相当，因此大大的降低了合金焊料的成本。

3.本发明在Cu基合金中加入In和Ga，一方面降低了合金的熔点，使其固相线和液相线温度处于640℃-720℃；另一方面In和Ga的加入也细化了焊料的晶粒，增加了产品的焊接强度，提高了润湿性。然而，In的含量过高，容易导致制备成本的增加，烧损量也会增加，而Ga的含量过高，容易导致产品的加工性能变差，容易发生脆断，见表。

4.本发明在铟的熔化温度下制备铟镓合金，减少了烧损；再在配制好的磷铜合金熔化温度下(温度较低)，将铟镓合金加入到铜合金液体中去，大大的降低了铟和镓的烧损，将其控制在0.1-0.15％以内，降低了制备成本。

5.本发明采用连铸的方法，将配好的含铟和镓的合金制成铸锭，连铸的方法消除了常规浇铸方法中合金焊料的微观裂纹(见附图)，从而提高了焊料合金的各种性能。此外，连铸方法的使用同时增加了磷铜合金焊料的生产效率。

6.连铸前，合金焊料液体的温度控制为735℃-750℃，在该温度下，合金焊料的流动性较好，而温度适中，不至于因过高的温度导致合金中的元素烧损严重。其中尤以740℃烧损控制与连铸要求的流动性匹配较好。制备的样品见附图(740℃)。740℃下，In和镓的烧损甚至可以控制在0.1％以内。

附图说明

图1为本发明采用连铸法获得的样品金相图片(放大比例75∶1)