CN101524798A - 一种低银铜基中温钎料 - Google Patents

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本发明涉及一种低银铜基中温钎料，适用于铜与铜合金、铜与钢等工件的钎焊，属于中温钎焊材料领域。该低银铜基中温钎料，配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8％～5％，P：5.5％～7.5％，In：0.5％～2.5％，Ni：0.01～1％，余量为Cu。本发明具有配方设计合理，造价低，焊接铜与铜合金、铜与邦迪管时，钎料熔化温度较低，润湿性、流动性好，钎焊接头表面光洁，机械强度高，钎焊工艺性能优良，质量稳定，一致性好，能取代贵金属银钎料BAg25CuZnSn的优点。

Description

一种低银铜基中温钎料
技术领域
本发明涉及一种低银铜基中温钎料，适用于铜与铜合金、铜与钢等工件的钎焊，属于中温钎焊材料领域。
背景技术
近年来，以空调、冰箱等为代表的家用电器需求量逐渐上升，阀门管件和压缩机管路的钎焊材料需求量也越来越大。BAg25CuZnSn银钎料广泛应用于空调、制冷等行业中铜与铜合金、铜与邦迪管的焊接，各项性能指标达到较高水平。但该银钎料需用贵金属白银25％左右，随着原材料价格的越来越高，迫使用于制冷、机械、机电、电器、仪器仪表、阀门管件等行业钎焊的生产厂家不得不寻求性能不变，价格更低的钎焊材料。而常规的铜基钎料如BCu89PAg、BCu91PAg等，虽然价格较低，但熔化温度较高，在铜与铜合金、铜与邦迪管的焊接中钎焊性能不及银钎料，因此无法取代BAg25CuZnSn银钎料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种配方设计合理，造价低，焊接铜与铜合金、铜与邦迪管时，钎料熔化温度较低，润湿性、流动性好，钎焊接头表面光洁，机械强度高，钎焊工艺性能优良，质量稳定，一致性好，能取代贵金属银钎料BAg25CuZnSn的低银铜基中温钎料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该低银铜基中温钎料，配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8％～5％，P：5.5％～7.5％，In：0.5％～2.5％，Ni：0.01～1％，余量为Cu。
作为优选，本发明所述的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8～3.0％，P：6.5％～7.5％，In：0.5％～1.5％，Ni：0.01～0.3％，余量为Cu。
作为优选，本发明所述的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：2.0％，P：7.3％，In：0.8％，Ni：0.1％，Ga：0.03％，余量为Cu。
化学元素In的添加可降低钎料的熔化温度，同时可使钎料熔化温度区间缩小和提高钎料的润湿性，并且提高了铜基钎料的塑性；化学元素Ni的添加增加了钎料的强度、韧性以及钎焊接头的抗腐蚀能力，提高了钎料的钎焊工艺性能；
作为优选，本发明所述的配方中加入Ga，Ga的含量按重量百分比计为0.01％～0.1％。少量化学元素Ga的添加，可除去熔炼时钎料中的气体，同时细化钎料合金的晶粒，使其组织细化，并且在后续各工序加热退火进行动态再结晶时能阻止晶粒的长大，提高钎料的可塑性，克制脆性相的生成，改善钎料的加工性能，从而可使钎料进行深加工。
本发明可根据生产需要把化学元素P和Ni预先熔炼制成Cu-P和Cu-Ni中间合金，然后加入Ag、Cu、In和Ga合金进行熔炼，再通过浇注、挤压、拉拔、成型、清洗得到钎焊材料。
本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：1、本发明的低银铜基中温钎料含有的贵金属白银少，比BAg25CuZnSn银钎料减少白银含量20％左右，明显降低了客户使用成本，节约了贵金属白银的有限资源；2、与铜合金、邦迪管工件钎焊后接头机械强度高，致密性好，泄漏率低、表面光洁。经浙江三花制冷集团有限公司与常州兰柯四通阀有限公司客户使用后反馈钎焊工艺性能优良，质量稳定，可充分填满焊缝间隙。工艺参数、特性、技术标准要求与BAg25CuZnSn银钎料相同，部分技术特性还高于BAg25CuZnSn银钎料，可完全取代BAg25CuZnSn银钎料用于制冷、机械、机电、电器、仪器仪表、阀门管件等行业的钎焊；3)新发明的低银铜基中温钎料熔化温度为640℃～710℃，明显低于银钎料和常用的铜磷银钎料，钎焊时可降低钎焊温度，防止母材的过热或过烧；并且塑性较好，可加工成各种规格、型号的焊环、焊条、焊丝和薄带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：1.8％，P：5.5％，In：0.5％，Ni：0.03％，Ga：0.01％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在645℃左右、液相线温度在710℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达515MPa。
实施例2：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.1％，P：6.0％，In：0.8％，Ni：0.05％，Ga：0.03％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在645℃左右、液相线温度在705℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达510MPa。
实施例3：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.5％，P：6.5％，In：1.2％，Ni：0.1％，Ga：0.05％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在700℃左右，可拉拔成直径为Φ0.4mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达495MPa。
实施例4：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：3.0％，P：6.8％，In：1.6％，Ni：0.3％，Ga：0.08％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在690℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达505MPa。
实施例5：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：4.0％，P：7.2％，In：2.0％，Ni：0.5％，Ga：0.1％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在690℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达510MPa。
实施例6：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：5％，P：7.5％，In：2.5％，Ni：1％，Ga：0.03％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在685℃左右，可拉拔成直径为Φ0.8mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达515MPa。
实施例7：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.0％，P：7.2％，In：0.8％，Ni：0.05％，Ga：0.01％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在645℃左右、液相线温度在705℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达500MPa。
实施例8：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：4.8％，P：7.3％，In：0.7％，Ni：0.07％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在690℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达520MPa。
实施例9：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：3.5％，P：6.2％，In：2.4％，Ni：0.9％，Ga：0.02％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在655℃左右、液相线温度在710℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达525MPa。
实施例10：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：1.9％，P：5.6％，In：2.2％，Ni：0.01％，Ga：0.08％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在650℃左右、液相线温度在700℃左右，可拉拔成直径为Φ0.4mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达495MPa。
实施例11：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：3.2％，P：6.9％，In：0.9％，Ni：0.8％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在655℃左右、液相线温度在705℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达515MPa。
实施例12：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：4.5％，P：7.0％，In：1.7％，Ni：0.18％，Ga：0.07％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在645℃左右、液相线温度在695℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达510MPa。
实施例13：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.3％，P：7.4％，In：2.3％，Ni：0.45％，Ga：0.06％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在696℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达500MPa。
实施例14：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：3.8％，P：7.1％，In：0.6％，Ni：0.75％，Ga：0.04％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在650℃左右、液相线温度在703℃左右，可拉拔成直径为Φ0.5mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达498MPa。
实施例15：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.8％，P：5.8％，In：1.1％，Ni：0.65％，Ga：0.09％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在655℃左右、液相线温度在710℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在2°～4°，抗拉强度达508MPa。
实施例16：
按合金的重量百分数配比，其成分组成为：Ag：2.0％，P：7.3％，In：0.8％，Ni：0.1％，Ga：0.03％，余量为Cu。
上述成分配比按常规加工工艺得到的低银铜基中温钎料固相线温度在640℃左右、液相线温度在695℃左右，可拉拔成直径为Φ0.6mm以上的丝材，塑性较好；在铜与铜合金、碳钢上的润湿性好、流动性好，润湿角在1°～3°，抗拉强度达520MPa。
从以上实施例可得出：化学元素In的添加可降低钎料的熔化温度，同时可使钎料熔化温度区间缩小和提高钎料的润湿性，并且提高了铜基钎料的塑性；化学元素Ni的添加增加了钎料的强度、韧性以及钎焊接头的抗腐蚀能力，提高了钎料的钎焊工艺性能；少量化学元素Ga的添加，可除去熔炼时钎料中的气体，同时细化钎料合金的晶粒，使其组织细化，并且在后续各工序加热退火进行动态再结晶时能阻止晶粒的长大，提高钎料的可塑性，克制脆性相的生成，改善钎料的加工性能，从而可使钎料进行深加工。
本发明的低银铜基中温钎料可完全取代贵金属银钎料BAg25CuZnSn，明显节约了贵金属白银的含量，价格较低。经浙江三花制冷集团有限公司与常州兰柯四通阀有限公司使用反馈，该钎料钎焊工艺性能好，价格合适，是一种性价比叫好的钎料。因此具有良好的经济和社会效益。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种低银铜基中温钎料，其配方特征在于：配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8％～5％，P：5.5％～7.5％，In：0.5％～2.5％，Ni：0.01～1％，余量为Cu。
2、根据权利要求1所述的低银铜基中温钎料，其特征在于：所述的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8％～3.0％，P：6.5％～7.5％，In：0.5％～1.5％，Ni：0.01～0.3％，余量为Cu。
3、根据权利要求1所述的低银铜基中温钎料，其特征在于：所述的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：2.0％，P：7.3％，In：0.8％，Ni：0.1％，Ga：0.03％，余量为Cu。
4、根据权利要求1所述的低银铜基中温钎料，其特征在于：所述的配方中加入Ga，Ga的含量按重量百分比计为0.01％～0.1％。
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