[发明专利]一种电真空钎料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电真空钎料及其制备方法，该钎料化学成分的质量分数为：30～55％银，1～6％镓，0.5～3％铟，其余为铜。焊料采用真空合金化熔炼，保护气体连铸板坯、棒材+传统工艺制备钎料薄带材和丝材，用此方法制备AgCuGaIn合金钎料熔化温度范围760～810℃，产品溅散性Ⅰ级、清洁性Ⅰ‑Ⅱ级，性能一致性好，生产效率和成品率高，产品可替代AgCu28合金、AgCuNi28‑1合金应用于真空断路器钎焊，成本比AgCu28合金、AgCuNi28合金低10～20％以上。

技术领域

本发明涉及电真空器件密封钎焊，特别是涉及银铜合金钎料以及用连铸+传统工艺制备焊料的方法。

技术背景

电真空器件是电子科技领域中一类非常重要的电子器件，该类器件多由异种材质组成，不仅结构复杂，尺寸精度要求也很严。电真空器件焊接的气密性和可靠性是决定器件性能的主要因素之一。因此，对焊接器件所用的基础焊接材料的性能要求很高。电真空器件的贵金属钎焊材料主要以Ag基钎料为主，常用钎料包括AgCu28、AgCuNi、AgCuIn和PdAgCu等，其熔化温度范围主要在620～900℃左右，应用于通信领域用超高频微波发射管、速调管，微光工程领域的红外光电倍增管等和电力输变电行业大量使用的各种类型的大功率真空断路器、家电行业的微波磁控管等封装。

AgCu28合金钎料因为无结晶间隔，流散与润湿性能好，焊缝导热性与导电性好，具有气密性好、耐热冲击性强、封接强度高、焊接工艺性能良好、焊料材质均匀、熔流点稳定等特点，是电真空器件的王牌焊料，使用已有上百年历史，近年来开发出(钎焊不锈钢和陶瓷材料等)比AgCu28合金润湿性能更好的AgCuNi28合金和AgCuGeCo合金焊料。

随着不锈钢和陶瓷材料品种和牌号丰富，对钎焊材料提出更好润湿性能等要求，同时银价持续上涨，钎料材料成本升高，市场需要含银量(成本)低于AgCu28合金，对多种不锈钢和陶瓷润湿性能更好，熔化温度范围与AgCu28合金相当的AgCuGaIn电真空钎料产品。

发明内容

本发明开发出一种含镓和铟的新型银铜合金钎料，以及采用连铸板坯、棒材+传统压力加工工艺制备银铜镓铟合金薄带材丝材的方法。

本发明的技术方案是：提出AgCuGaIn(银铜镓铟)合金，合金重量百分比为Ag：30～55％；Cu：39～65％；Ga：1～6％；In：0.5～3％的范围内。

本发明的制备方法，是采用保护气体连铸制备AgCuGaIn合金板坯+棒材+传统压力加工工艺制备银铜镓铟合金薄带材和丝材方法。用该方法制备AgCuGaIn合金焊料熔化温度范围760～810℃，产品溅散性Ⅰ、清洁性Ⅰ～Ⅱ级，性能一致性好，生产效率和成品率高，产品成功应用于真空断路器钎焊。

本发明制备AgCuGaIn合金钎料带材方法如下：

⑴合金原料：纯度≥99.99％Ag、Cu、Ga、In；

⑵配料：按合金名义重量百分比进行配料；

⑶熔炼：用中频炉进行合金化熔炼，浇铸成AgCuGaIn合金铸锭；

⑷连铸：装配好高纯石墨坩埚和相应板坯尺寸的结晶器，启动连铸设备，先预热石墨坩埚至1200度，打开炉盖加入AgCuGaIn合金铸锭，直至坩埚容量，保温2小时以上，开始连铸，开始速度50mm/min，逐步加速至160mm/min，保持160mm/min连续连铸，每6～10米锯断，当炉料数量少于坩埚容量1/5时停止连铸，完成一炉连铸，重复打开炉盖加入AgCuGaIn合金铸锭，保温，连铸，直至铸完全部AgCuGaIn合金铸锭。

⑸加工：连铸板坯用两辊轧机冷轧开坯，道次变形量10％，总变形量控制≤70％；

⑹热处理：温度600℃，时间1～2小时，真空；

⑺表面处理：采用机械表面处理或人工处理；