CN102689105B

CN102689105B - 含铟的活性铜基钎料

Info

Publication number: CN102689105B
Application number: CN201210189206.4A
Authority: CN
Inventors: 余丁坤; 王晓蓉; 黄世盛; 陈融; 黄柳; 郑志晓
Original assignee: Hangzhou Huaguang Advanced Welding Materials Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Huaguang Advanced Welding Materials Co Ltd
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: CN102689105A

Abstract

本发明涉及一种含铟的活性铜基钎料，特别适用于热交换器、各类阀体等铜与铜合金工件的钎焊，可广泛应用于制冷、机械、机电、电器等行业的钎焊，属于一种中温钎焊材料。各组分的重量百分比分别为：0.5-2.0wt.%的Ag，6.0-7.8wt.%的P，0.01-1.0wt.%的In，0.01-1.0wt.%的Sb，余量为Cu。本发明具有配方设计合理，性价比高，钎料熔化温度较低，润湿性和流动性好，钎焊接头机械强度高，钎焊工艺性能好的优点。

Description

含铟的活性铜基钎料

技术领域

本发明涉及一种含铟的活性铜基钎料，特别适用于热交换器、各类阀体等铜与铜合金工件的钎焊，可广泛应用于制冷、机械、机电、电器等行业的钎焊，属于一种中温钎焊材料。

背景技术

针对铜与铜合金之间的钎焊，考虑到对钎焊接头相关的性能要求，人们在部分要求较高的铜合金部件的钎焊过程中需要选择BAg20CuP等含银量较高的铜基钎料。但随着有色金属原材料价格的不断上涨，特别是贵金属白银价格的上涨，造成使用含银量高的铜基钎料来钎焊的厂家面临巨大的成本压力，在激烈的市场竞争下，企业不得不谋求在确保性能的前提下降低钎料中的银含量。

目前也有一些银含量较少的铜基钎料，如含银5%的BCu89PAg铜基钎料、含银2%的BCu91PAg铜基钎料等，这些铜基钎料虽然价格较低，但熔化温度较高，钎焊工艺性能及钎焊接头的机械强度均达不到使用要求，在铜与铜合金的焊接中钎焊性能不及BCu80PAg、BAg20CuP铜基钎料，无法满足客户的要求。

因此，研究开发出一种熔化温度较低，含银量较低、性价比较高的新型铜基钎料来替代BAg20CuP等含银量高的铜基钎料，具有重要的经济价值。

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，性价比高，钎料熔化温度较低，润湿性和流动性好，钎焊接头机械强度高，钎焊工艺性能好的含铟的活性铜基钎料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该含铟的活性铜基钎料，各组分的重量百分比分别为：0.5-2.0wt.%的Ag，6.0-7.8wt.%的P，0.01-1.0wt.%的In ，0.01-1.0wt.%的Sb，余量为Cu。

本发明中添加化学元素In，可降低钎料的熔化温度和提高钎料的润湿性及填缝性。

本发明中的化学元素Sb能与Cu、P形成固熔体，本发明中添加Sb后，能够抑制Cu3P脆性化合物相的过多生成，能够提升铜磷合金钎料的塑性和加工性能。

作为优选，本发明组分中还含有0.01-0.1wt.%的混合稀土，所述混合稀土由镧和铈按照任意比例组合而成。

本发明中添加少量混合稀土La和Ce作为表面活性元素，加入后可以显著降低液态钎料的表面张力, 促使钎料在基体上的润湿,从而大大提高了钎料的润湿性。同时混合稀土La和Ce的添加可细化钎料合金的组织，改善钎料的力学性能及加工性能，提高钎焊接头的强度和韧性，另外混合稀土降低钎料中有害杂质元素Pb、Bi对钎料的不良影响，La和Ce能与Pb、Bi形成LaPb、CePb、LaBi、CeBi化合物，抑制Pb单质相和Bi单质相的形成，消除低熔点单质相的先熔析出现象，从而祛除了杂质Pb、Bi对铜基钎料铺展、润湿性能的有害作用，本发明混合稀土中的La和Ce可以是按任意比例进行混合的，从而可以大大降低本发明的生产成本，提高资源的利用率。

作为优选，本发明所述的各组分的重量百分比分别为：1.0-2.0wt.%的Ag，6.5-7.5wt.%的P，0.1-1.0wt%的In ，0.1-1.0wt%的Sb，0.01-0.05wt.%的混合稀土，余量为Cu。

作为优选，本发明所述的各组分的重量百分比分别为：1.1 wt.%的Ag，7.4wt.%的P，0.25wt.%的In，0.8wt.%的Sb，0.03wt.%的混合稀土，余量为Cu。

作为优选，本发明所述的Ag为1#白银。

作为优选，本发明所述的Cu为阴极铜。

作为优选，本发明所述的P为工业赤磷。

作为优选，本发明所述的In为In99.993。

作为优选，本发明所述的Sb为Sb99.90。

本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：1、含有的贵金属白银较少，比BAg20CuP等铜基钎料减少白银含量18%左右，大大降低了生产成本，节约了贵金属白银的用量；2、钎焊铜与铜合金时具有优良的机械性能，经客户使用后反馈钎焊工艺性能优良，质量稳定，工艺性能指标与BAg20CuP钎料相当； 3、该钎料的塑性好，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环等；4、钎料钎焊铜合金接头的抗拉强度可超过200MPa； 5、钎料的熔化温度在660～730℃之间，熔化区间窄，有良好的润湿性和铺展性；6、可广泛应用于制冷、机械、机电、电器、压缩机等行业的电阻钎焊、火焰钎焊以及高频感应钎焊。

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。

各实施例中的具体参数参见表1-表3，表1为本发明实施例1-实施例6相关数据表，表2为本发明实施例7-实施例12相关数据表，表3为本发明实施例13-实施例18相关数据表，各表具体如下。

表1 实施例1-实施例6相关数据表。

Figure 2012101892064100002DEST_PATH_IMAGE001

表2 实施例7-实施例12相关数据表

Figure 2012101892064100002DEST_PATH_IMAGE002

表3 实施例13-实施例18相关数据表

表4 实施例19-实施例24相关数据表

本发明的配方设计合理，生产成本低，性价比高，特别适合压缩机、散热器、各类阀体等铜与铜合金件的钎焊，钎料熔化温度合适，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，可用于取代含银20%的BAg20CuP铜基钎料。

本发明中的铜基钎料通常含Ag在0.5-2.0%之间，含P在6.0-7.8%之间，含In在0.01-1.0%之间，含Sb在0.01-1.0%之间,工艺中添加的混合稀土在0.1%以下，余量为Cu；本发明的铜基钎料优选Ag在1.0-2.0%之间，含P在6.5-7.5%之间，含In在0.1-1.0%之间，含Sb在0.1-1.0%之间,工艺中添加的混合稀土在0.05%以下，余量为Cu；最佳组分为含Ag为 1.1%之间，含P为7.4%，含In为0.25%，含Sb为0.8%,工艺中添加的混合稀土为0.03%，余量为Cu。

需要说明的是，本发明中所用的百分含量均为重量百分比，这对本领域的技术人员来说为公知常识。本发明中的混合稀土由镧和铈组成，镧和铈可以是任意比例进行混合而组成的混合稀土，因为单质的稀土La和单质的稀土Ce单独对本发明的钎料所起到的作用是一样的，所以La和Ce可以采用任意比例混合，两者混合后的效果和单质的稀土La或者单质的稀土Ce的效果都是一样，由于La和Ce的混合稀土的价格要比单质的稀土La和单质的稀土Ce便宜很多，所以从性价比上优先选用La和Ce的混合稀土，从而可以大大降低生产成本，提高资源的利用率。混合稀土La和Ce的添加可细化钎料合金的组织，改善钎料的力学性能和加工性能，提高钎焊接头的强度和韧性。本发明专利名称中“活性”的含义是指在本发明的钎料中加入了活性元素稀土，从而改善了本发明铜磷钎料的属性，提高了钎料对基体的润湿性，可获得更高性能的钎焊接头。

在以上各个实施例中，使用 1#白银、阴极铜、工业赤磷、In99.993、Sb99.90和混合稀土，按上述配比，采用常规中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，然后通过剥皮、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成；2）根据生产需要，可将金属铟、混合稀土分别预先加工成中间合金，然后加入Ag-Cu-P合金中熔炼、浇铸，再通过挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。所得到的钎料熔化温度合适，塑性好，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环等钎料；钎焊铜合金接头其抗拉强度可超过200MPa，具有良好机械性能，可用于替代含银20%的BAg20CuP铜基钎料，可广泛应用于制冷、机械、机电、四通阀、压缩机等行业的电阻钎焊、火焰钎焊以及高频感应钎焊。

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

1.一种含铟的活性铜基钎料，各组分的重量百分比分别为：0.5-2.0wt.%的Ag，6.0-7.8wt.%的P，0.01-0.4wt.%的In ，0.01-1.0wt.%的Sb，余量为Cu。

2.根据权利要求1所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：组分中还含有0.01-0.1wt.%的混合稀土，所述混合稀土由镧和铈按照任意比例组合而成。

3.根据权利要求2所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的各组分的重量百分比分别为：1.0-2.0wt.%的Ag，6.5-7.5wt.%的P，0.1-0.4wt%的In ，0.1-1.0wt%的Sb，0.01-0.05wt.%的混合稀土，余量为Cu。

4.根据权利要求3所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的各组分的重量百分比分别为：1.1 wt.%的Ag，7.4wt.%的P，0.25wt.%的In，0.8wt.%的Sb，0.03wt.%的混合稀土，余量为Cu。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的Ag为1#白银。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的Cu为阴极铜。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的P为工业赤磷。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的In为In99.993。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的含铟的活性铜基钎料，其特征是：所述的Sb为Sb99.90。