[发明专利]一种热熔焊接材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金材料技术领域，具体涉及一种热熔焊接材料及其制备方法。

背景技术

随着电子工业迅猛发展，电子产品不断向智能化、微型化发展，这产生了更加新型的加工工艺，同时也对封装材料的性能提出了更高的要求。在封装领域的焊接材料中，Sn-37Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到广泛的使用。然而，随着人类健康和环保意识的增强、法律的限制以及现代电子技术的迅速发展，焊接材料无铅化作为一种趋势迫在眉睫。

热熔焊接是利用金属化合物之间的反应产生高温，通过过热的熔融金属，直接或间接加热工作，在特制的石墨磨具的型腔中形成一定的性状、尺寸，符合工艺要求的熔焊接头。目前主要有铜导体热熔焊剂和铝导体热熔焊剂两大类产品，在使用过程中，存在着如下缺点：焊接点牢固性差，焊接好后易发生断裂；但热熔焊接容易使焊接材料变脆，金属材料的抗拉应力参数，同时可能出现熔瘤或熔接圈凹凸不匀的现象；焊接点不光滑，焊渣脱落不干净。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种热熔焊接材料及其制备方法，该焊接材料机械性能良好，不会发生裂缝和剥落，适用范围广，针对不同的金属和合金具有良好的焊接效果，抗腐蚀性能优良，适合推广使用。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种热熔焊接材料，包括以下重量份的原料：金红石型二氧化钛10～20份、氧化铜40～60份、氧化镁5～10份、硅酸钙6～12份、硅酸镁3～10份、氢氧化铝1～6份、铝0.2～0.8份、锌6～15份、三氧化二硼0.1～2.5份、五氧化二钒0.02～0.16份、热塑性树脂1～3份、分散剂8～16份、乙醇20～40份。

优选地，包括以下重量份的原料：金红石型二氧化钛15份、氧化铜52份、氧化镁6份、硅酸钙8份、硅酸镁7份、氢氧化铝5份、铝0.6份、锌12份、三氧化二硼1.5份、五氧化二钒0.08份、热塑性树脂1份、分散剂10份、乙醇36份。

优选地，所述金红石型二氧化钛的晶相为纯金红石相，晶粒平均尺寸为100-200nm。

优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂中的一种或多种的混合物。

优选地，所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种的混合物。

上述热熔焊接材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）真空封装：将金红石型二氧化钛、氧化铜、氧化镁、硅酸钙、硅酸镁、氢氧化铝、铝、锌、三氧化二硼、五氧化二钒真空封装，真空度保持在5～20Pa，充入氩气至0.05～0.08MPa；

（2）热处理：向封装好的原料中加入热塑性树脂、分散剂、乙醇，放入反应炉中熔炼热处理，保持氮气吹扫反应炉，程序升温至850～950℃，保温反应10～15小时；

（3）淬火退火：使用冷却油对热处理后的反应物淬火处理，待温度降至150～250℃后，保温退火20～24小时，得到该热熔焊接材料。

优选地，所述步骤（1）真空封装前需要将原料混合搅拌均匀并过60～100目筛。

优选地，所述步骤（2）氮气吹扫的风压为0.5～0.8MPa，氮气温度为25～30℃。

优选地，所述冷却油包括以下重量份的原料：乙醇70～80份、去离子水10～20份、苯甲酸钠3～6份、氢氧化钾1～5份。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的热熔焊接材料，各成分安全无毒，配比合理，机械性能良好，不会发生裂缝和剥落，适用范围广，针对不同的金属和合金具有良好的焊接效果，抗腐蚀性能优良，适合推广使用。

（2）本发明的热熔焊接材料，以金红石型二氧化钛和氧化铜为主要成分，金红石型二氧化钛具有耐高低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，还能高效净化空气；氧化铜可作为催化、超导、陶瓷材料领域重要的无机材料，具有良好的光敏性和热敏性；硅酸钙、硅酸镁作为优质的防火填料，防火阻燃抗压，增加了焊接材料的耐火性能；三氧化二鹏和五氧化二钒具有优良的导电性和催化性，结合热塑性树脂、分散剂，进一步提高了焊接材料的导电性和热稳定性，扩大了应用范围。

（3）本发明的热熔焊接材料的制备方法，真空封装和热处理时的氮气吹扫，能够最大限度地隔绝氧气，避免金属单质和金属氧化物的进一步氧化从而影响产品质量，退火保温后材料的质地更加均匀，性能更加稳定。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。