CN103894754A - 一种含锡低温铜基钎料及其制备方法 - Google Patents

一种含锡低温铜基钎料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含锡低温铜基钎料及其制备方法。本发明的技术方案要点为：一种含锡低温铜基钎料，其配方组分及含量按质量百分比计为P：4%-6.5%，Zn：1%-2.5%，Sn：2%-5%，Ni：0.05%-1.5%，余量为Cu。本发明还公开了该含锡低温铜基钎料的制备方法。本发明的含锡低温铜基钎料不含贵金属白银，降低了生产成本，节约了资源，使用该含锡低温铜基钎料焊接铜与铜合金或铜与邦德管时，铜基钎料溶化温度较低，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，能够较好的取代贵金属银钎料。

Description

一种含锡低温铜基钎料及其制备方法
技术领域
本发明涉及低温铜基钎焊材料技术领域，具体涉及一种含锡低温铜基钎料及其制备方法。
背景技术
近年来随着制冷行业的高速发展，蒸发器管路和阀门等主要部件生产时所用的钎焊材料需求量也越来越大。BAg25CuZn银钎料广泛应用于冰箱制冷等行业中铜与铜合金或铜与邦迪管的焊接，各项性能指标都达到了较高的水平，但是该银钎料需要用贵金属白银25%左右，随着原料价格的攀升，迫使用于制冷和机械阀门管件等行业钎焊的生产厂家不得不寻求性能不变且价格更加低廉的钎料。而常见的铜基钎料BCu89PAg等，虽然价格较低，但是溶化温度较高，在铜与铜合金或铜与邦迪管的焊接过程中性能不及银钎料，因此无法在实际生产中完全取代BAg25CuZn银钎料。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足而提供了一种配方合理且造价低廉的含锡低温铜基钎料及其制备方法，使用该含锡低温铜基钎料焊接铜与铜合金或铜与邦德管时，铜基钎料溶化温度较低，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，能够较好的取代贵金属银钎料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种含锡低温铜基钎料，其特征在于其配方组分及含量按质量百分比计为P：4%-6.5%，Zn：1%-2.5%，Sn：2%-5%，Ni：0.05%-1.5%，余量为Cu。
作为优选，本发明所述的含锡低温铜基钎料的配方组成及含量按质量百分比计为P：4.5%-5.5%，Zn：1%-1.5%，Sn：3%-4.5%，Ni：0.5%-1%，余量为Cu。
本发明所述的含锡低温铜基钎料的制备方法，其特征在于步骤如下：称取上述质量配比的原料，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
本发明中原料Sn的添加可以降低钎料的溶化温度，同时可使钎料溶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；原料Ni的添加增加了钎料的强度、韧性以及钎焊接头的抗腐蚀性，提高了钎料的钎焊工艺性能。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、不含贵金属白银，降低了生产成本，节约了资源；2、与铜合金或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；3、钎料溶化温度为600-700℃，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，防止母材过热或过烧，进而避免因此而产生的母材氧化或性能失效，并且塑性较好，可加工成各种规格、型号的焊环、焊条、焊丝或薄带。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
按下述配比分别称取原料（千克），P：4.5，Zn：1.5，Sn：2，Ni：0.05，Cu：91.95，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为650℃左右，液相线温度为710℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-2°，拉拔强度达到480MPa。
实施例2
按下述配比分别称取原料（千克），P：5.5，Zn：1.2，Sn：3，Ni：0.5，Cu：89.8，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为610℃左右，液相线温度为692℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-2°，拉拔强度达到420MPa。 
实施例3
按下述配比分别称取原料（千克），P：5，Zn：1.5，Sn：2.5，Ni：0.5，Cu：90.5，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为630℃左右，液相线温度为675℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到500MPa。
实施例4
按下述配比分别称取原料（千克），P：6.5，Zn：1.5，Sn：3.5，Ni：0.5，Cu：88，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为610℃左右，液相线温度为650℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到460MPa。
实施例5
按下述配比分别称取原料（千克），P：6，Zn：1.5，Sn：4，Ni：0.5，Cu：88，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为590℃左右，液相线温度为630℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到480MPa。
实施例6
按下述配比分别称取原料（千克），P：6.5，Zn：1.5，Sn：4.5，Ni：0.5，Cu：87，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为590℃左右，液相线温度为630℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到480MPa。 
实施例7
按下述配比分别称取原料（千克），P：4，Zn：2.5，Sn：5，Ni：1.5，Cu：87，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为610℃左右，液相线温度为640℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到450MPa。
实施例8
按下述配比分别称取原料（千克），P：5.5，Zn：1，Sn：4.5，Ni：1，Cu：88，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为590℃左右，液相线温度为620℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到450MPa。
实施例9
按下述配比分别称取原料（千克），P：4.5，Zn：1.5，Sn：3，Ni：0.5，Cu：90.5，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
制得的含锡低温铜基钎料的固相线温度为580℃左右，液相线温度为600℃左右，可拉拔成直径0.5mm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°-3°，拉拔强度达到480MPa。
本发明所述的含锡低温铜基钎料完全可以替换含贵金属银钎料BAg25CuZn，价格低廉，可以降低生产成本，同时焊接工艺性能更加优良，具有良好的社会和经济效益。   
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (3)

1.一种含锡低温铜基钎料，其特征在于其配方组分及含量按质量百分比计为P：4%-6.5%，Zn：1%-2.5%，Sn：2%-5%，Ni：0.05%-1.5%，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的含锡低温铜基钎料，其特征在于其配方组分及含量按质量百分比计为P：4.5%-5.5%，Zn：1%-1.5%，Sn：3%-4.5%，Ni：0.5%-1%，余量为Cu。
3.一种权利要求1或2所述的含锡低温铜基钎料的制备方法，其特征在于步骤如下：称取权利要求1或2质量配比的原料，先将P和Sn与Cu预先熔炼成Cu-P和Cu-Sn中间合金，然后加入Zn和Ni进行熔炼即制得含锡低温铜基钎料。
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