[发明专利]一种无铅铜基非晶钎焊料带材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钎焊料的制备方法，尤其是涉及一种无铅铜基非晶钎焊料带材的制备方法。

背景技术

目前，公知的钎焊材料主要分为银基、镍基、铜基三种。银基钎焊料由于含银量高、熔点适中且稳定，具有优异的渗透性和流动性，焊接后有良好的强度、韧性，并且导热和导电性能优异，因此在薄膜、温控、电器装置等接触面小的工件焊接上得到了广泛的应用；并且其钎焊后表面颜色浅，可适用于银饰、眼镜等行业的加工。镍基钎焊料应用于高温合金及不锈钢零部件(如航空零部件、汽车及轮船零部件、炊具、医疗器械等)的焊接。而铜基钎焊料主要用于代替银基钎焊料，应用于精密仪表、电路和元器件、触头、热交换器等的焊接。由于多数导电部件都是由紫铜制备而成，而铜基钎焊料对紫铜有自钎作用，可以达到良好的钎焊性能。

现有铜基钎焊料，由于配方中P元素的存在，导致合金非常的脆，强度与韧性都不高，从而无法制带，而造成了其应用的局限性。

发明内容

本发明为了解决目前铜基钎焊料的室温成型问题、提高钎焊料的性能，改变了传统钎焊配方和生产工艺，而提出一种无铅铜基非晶钎焊料带材的制备方法。

本发明是这样实现的，一种无铅铜基非晶钎焊料带材的制备方法，该无铅铜基非晶钎焊料带材由无铅铜基非晶钎焊料制成，该无铅铜基非晶钎焊料包含P元素、Bi元素、Sn元素、Zn元素、Ce元素、Cu元素，该无铅铜基非晶钎焊料的总质量百分比为100％，其中，0.02％≤P≤0.06％、0.02％≤Bi≤0.06％、4.0％≤Sn≤6.8％、13.5％≤Zn≤14.3％、0.15％≤Ce≤0.22％、71％≤Cu≤83％，余量为杂质；该制备方法包括以下步骤：

(1)备料：Cu、Ce、Zn、Sn、Bi、P按重量比备料；

(2)合金冶炼：

①先将冶炼炉预热至所需温度；

②倒入准备好的Sn，升温至全部融化，并沸腾；

③倒入准备好的Cu升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

④加入准备好的Zn升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

⑤加入准备好的Ce升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

⑥加入准备好的Bi、P混合；

⑦倒料：将熔融状态的混合金属材料，倒入冷却槽迅速冷却，形成无铅铜基非晶钎焊料母合金，即获得该无铅铜基非晶钎焊料；

(3)制带：

1)将该无铅铜基非晶钎焊料母合金投入石英管甩带机，抽真空至1*10^-2Pa以下；

2)向该石英管甩带机的石英管料槽中充入高纯氩气至0.1MPa以上，并再次抽真空至1*10^-2Pa以下；

3)开启该石英管甩带机的高频电源，待该无铅铜基非晶钎焊料母合金熔化之后，充入高纯氩气，并开始甩带，得到无铅铜基非晶钎焊料。

作为上述方案的进一步改进，在合金冶炼的步骤中：

①先将冶炼炉预热至所需温度；

②倒入准备好的Sn，升温至全部融化，并沸腾5分钟；

③倒入准备好的Cu升温至混合金属全部融化，并沸腾5分钟，使所加入的材料充分融合；

④加入准备好的Zn升温至混合金属全部融化，并沸腾10分钟，使所加入的材料充分融合；

⑤加入准备好的CU升温至混合金属全部融化，并沸腾5分钟，使所加入的材料充分融合；

⑥加入准备好的Bi、P混合；

⑦倒料：将熔融状态的混合金属材料，倒入冷却槽迅速冷却，形成无铅铜基非晶钎焊料母合金，即获得该无铅铜基非晶钎焊料。

作为上述方案的进一步改进，该无铅铜基非晶钎焊料还包括Ti元素、Zr元素、Hf元素中的至少一种IVB族元素，该至少一种IVB族元素占0.02％～0.06％；该制备方法包括以下步骤：

(1)备料：Cu、Ce、Zn、Sn、Bi、P按重量比备料；

(2)合金冶炼：

①先将冶炼炉预热至所需温度；

②倒入准备好的Sn，升温至全部融化，并沸腾；

③倒入准备好的Cu升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

④加入准备好的Zn升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

⑤加入准备好的Ce升温至混合金属全部融化，并沸腾使所加入的材料充分融合；

⑥加入准备好的Bi、P混合；