[发明专利]银基无镉中温钎料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊料及其制备方法。

背景技术

改革开放以来，随着电子信息产业、家电、汽车、军工、制冷和建筑装饰材料等行业的蓬勃发展，钎焊技术在这些新兴行业中扮演了重要的角色，并且对钎料的需求量越来越大。钎料按合金系统可以分为银基、铜基、铝基、锡铅基、金基、镍基、锰基等十多类，银基钎料在钎料中占有很大的比例，同时也是钎焊中非常重要的一类焊接材料，在家用电器、发电机、电器电子、眼镜架制造、电动工具等行业中都是必不可少、至关重要的连接材料。银钎料的熔点适中，工艺性好，并具有良好的强度，韧性，导电性，导热性和耐蚀性，是应用极广的硬钎料。据不完全统计，仅家电制造国内每年需要消耗银钎料300吨，建筑材料加工工具国内每年需要消耗银钎料350吨。由于银价昂贵所以多数采用含镉的银基钎料，含镉的银基钎料不仅可以降低合金的液相线、缩小熔化温度区间、改善钎焊工艺性，既能钎焊铜及铜合金又能钎焊钢、不锈钢及异种金属，所获得的钎焊接头性能优良，特别是某些需要进行多次分级钎焊的产品，而且价格低廉。但是含镉的钎料大量使用不仅直接危害焊接操作者的身体健康也影响周边环境。欧盟已规定，从2006年7月1日起，电子工业等产品中不准含镉。中国信息产业部等七部委也在同年发布第39号令，要求在家电等行业全面禁止使用含镉等6种有害物质。目前也有不含隔的银基钎料(如Ag64Cu10Zn16Ga10、Ag62Cu10Zn10Ga18、Ag58Cu30Zn7Ga15、和Ag30Cu35Zn20In15)，但是钎料中银的含量大，且加入了大量贵重合金元素Ga和In、成本高，而且钎料的熔化温度和熔化区间等技术指标差，为了获得较低的熔化温度其中添加的不适量合金元素使得钎料的脆性很大，从而限制了目前不含镉的银基钎料的使用范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有不含镉的银基钎料成本高、钎料的熔化温度和熔化区间技术指标差，脆性大难加工成焊丝导致使用范围窄的技术问题，提供了一种银基无镉中温钎料及其制备方法。

银基无镉中温钎料按重量份数由24～25份的Ag、11.05～35.60份的电解铜、29～30份的Zn、4.4～5.0份的Sn、3.64～10.06份的铜磷合金、0.2～5.0份的Ni、1.5～2.0份的Mn、0.2～0.7份的Zr和5.15～11份的包裹了铜箔的稀土镧和稀土铈的混合物制成；铜磷合金中磷的质量含量为14％，包裹了铜箔的稀土镧和稀土铈混合物按照质量份数由5.0～10.0份的铜箔、0.05～0.8份的稀土镧和0.1～0.2份的稀土铈组成。

银基无镉中温钎料的制备方法如下：

一、按照重量份数称取24～25份的Ag、11.05～35.60份的电解铜、29～30份的Zn、4.4～5.0份的Sn、3.64～10.06份的铜磷合金、0.2～5.0份的Ni、1.5～2.0份的Mn、0.2～0.7份的Zr和5.15～11份的包裹了铜箔的稀土镧和稀土铈的混合物；铜磷合金中磷的质量含量为14％，包裹了铜箔的稀土镧和稀土铈混合物按照质量份数由5.0～10.0份的铜箔、0.05～0.8份的稀土镧和0.1～0.2份的稀土铈组成；

二、液态钎料的制备：将Ni、Zr、Mn和电解铜放入中频感应加热炉的坩埚内，升温至650～850℃，添加覆盖剂，继续升温到1100～1250℃，Ni、Zr、Mn和电解铜完全熔化后，加入铜磷合金和Zn，熔化后以15～20r/min的速度搅拌，加入Ag和Sn，再加覆盖剂，3～5分钟后降温至980～1085℃，加入包裹了铜箔的稀土镧和稀土铈的混合物，在炉烟为乳白色的条件下，以15～20r/min的速度搅拌、捞渣，降温至950～1000℃出炉，得到液态钎料；

三、浇铸：将液态钎料内的气泡除去，然后浇铸到300～350℃的浇铸模中，冷却至室温，得到铸锭；

四、挤压：将铸锭去皮清理并切去冒口，放入中频感应加热炉中预热至405～420℃，然后放入挤压机，在挤压机膜片温度为400～440℃、料筒温度为385～410℃、挤压速度为10～15cm/s、挤压比为80～160的条件下进行挤压，即得银基无镉中温钎料。