[发明专利]一种无铅焊接用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，具体为一种无铅焊接用材料及其制备方法。

背景技术

我国焊接材料行业市场化程度较高，焊材中的普通低档焊条和镀铜焊丝技术含量较低，进入门槛较低，近年来已呈现严重的产能过剩。随着市场竞争日益加剧，行业呈现出规模化、集团化的经营模式，国内一些企业通过低价手段蚕食市场的同时，正加快产品结构调整步伐，以期占领高端市场。

我国焊接材料行业的产品仍以手工焊条为主，2008年我国焊条在焊接材料中的比重为48.9％，自动化焊材实芯和药芯焊丝在焊接材料中的比重共为40.5％，与日本、韩国等工业发达国家80％的数值相比，我国自动化程度较高的焊材消耗比重仍然很低。

因此，未来中国焊接材料产品的发展战略逐步转移，由自动化程度较高的高效优质产品逐步替代手工型产品，手工焊条产品逐步向高强、高韧、低氢、环保方向发展，以满足不同品种、不同焊接结构和不同服役条件下不同焊接技术要求。

现有的焊接材料用途广，并且需求量大，但是现有的焊接材料中含有大量的铅元素，众所周知铅元素在使用过程中，严重对环境造成了污染，为此，无铅焊接用材料的生产迫在眉睫。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无铅焊接用材料及其制备方法，具备无铅等优点，解决了容易对环境造成污染的问题。

(二)技术方案

为实现上述无铅的目的，本发明提供如下技术方案：一种无铅焊接用材料，包括以下重量份数配比的原料：

锑：10％-20％；

铜：15％-25％；

银：5％-15％；

锡：4％-14％；

B₂O₃：3％-13％；

锌：3％-13％；

干燥剂：2％-12％；

润滑剂：4％-14％。

优选的，所述润滑剂为二氧化硅或蒙脱石。

优选的，所述的一种无铅焊接用材料，包括以下重量份数配比的原料：

锑：15％；

铜：20％；

银：10％；

锡：9％；

B₂O₃：8％；

锌：8％；

干燥剂：7％；

润滑剂：9％。

优选的，一种无铅焊接用材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备锡和B₂O₃的中间合金：首先将4％-14％的纯锡放入坩埚内加热熔化，并且将熔化温度升至500℃-600℃，然后加入4％-14％的纯锌，并且将熔化温度升至400℃-500℃之间，熔化时间为15min-25min，然后制得锡和B₂O₃的中间合金。

2)制备锡和银的中间合金：首先将4％-14％的锡和5％-15％的银放入坩埚中，并将温度升至400℃-500℃，加热时间为10min-20min，制得锡和银的中间合金。

3)制备锡、锌和银的中间合金：首先将锡和B₂O₃的中间合金加入坩埚中，然后加入锡和银的中间合金，将温度升至500℃-600℃之间，然后加温时间为20min-30min，最后制得锡、锌和银的中间合金。

4)氩气处理：首先将10％-20％的锑和15％-25％的铜真空封装，真空度在5SPa以下，然后冲入氩气，密封时间为20min-30min之间。

5)热处理：首先解开真空封装，将10％-20％的锑和15％-25％的铜取出，放入反应炉中熔炼热处理，热处理温度为600℃-700℃，保温时间为24h，冰水淬火，再真空封装后在150℃-250℃下退火，即可得到SbCuY。

6)制备无铅焊接用材料：首先将上述制得的锡、锌和银的中间合金放入坩埚中，与此同时将温度升至200℃-300℃，加热时间为1min-11min之间，然后将得到的SbCuY加入坩埚中，并且将温度升至600℃-700℃之间，然后加入4％-14％的干燥剂，加热时间为5min-15min，然后制得无铅的焊接材料。

7)干燥处理：将上述制得的无铅焊接用材料取出，并放置在冷却皿中，然后加入2％-12％的干燥剂，反应时间为4min-14min之间。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种无铅焊接用材料及其制备方法，具备以下有益效果：