CN104741818A - 一种钎料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钎焊材料技术领域,具体来说就是一种钎料及其制备方法。一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的组成成分为:锡、锌、铝、银和镧,其单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%,锡为余量。本发明产品在铜和铝上都具有良好的润湿性,可以形成具有较好性能的钎焊接头;由于通过合金配方的优化和添加了稀土元素镧,使本发明产品具有较好的力学性能和耐腐蚀性能,其熔化性能和导电性能也有所改善。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种钎焊材料技术领域,具体来说就是一种钎料及其制备方法。
技术背景
铜具有优异的导电导热性。塑性加工性能、耐腐蚀性能,因此铜被广泛应用于电气工业、轻工业、机械制造、建筑工业和国防工业等领域,但由于铜资源短缺,导致铜价居高不下,因此寻找铜的替代品成为必然;铝及其合金具有与铜相近的导热性、导电性,同时还具有较好的耐腐蚀性和易加工性能,此外铝的储量丰富,价格较低,其密度仅为铜的三分之一,所以铝可以成为铜的最佳替代品。铜和铝这种异种金属连接结构在航空航天技术、核工业、微电子技术、汽车工业、石油化工等领域都得到了广泛的应用。
铜铝焊接的技术难点在于异种材料之间受热熔点差异大,容易出现烧焊热熔(主要出现在铝焊件部分)现象,导致加工失败。
传统上常用挂锡和融锡的方法焊接铜铝,不过这种方法成型不好,没有很好的强度,由于锡的熔点低又不能焊接在高温下的工件,所以此工艺只适合低温条件下的小工件上使用,很难运用到大型产品当中;而采用熔化焊、摩擦焊、冷压焊、电子束焊和超声波焊等方法焊接铜铝,焊接出来的成品往往接头脆性大,易产生裂纹且焊缝易产生气孔,焊接起来的成品工件容易出现断裂现象,而出现断裂就会造成导电体断路或者管道泄露,达不到实际生产中要求的效果。
发明内容
本发明专利的目的就是为了克服现有技术的缺陷,为人们提供一种钎料及其制备方法,以其为中间介质焊接铜铝所获得的成品不仅成型好,抗拉、抗剪性能及导电、耐腐蚀性能均得到大幅度提高。
本发明专利的目的可以通过以下方式实现:
一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的组成成分为:锡、锌、铝、银和镧,其中重量百分比为:锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%,锡为余量。
其制备方法包括以下步骤:
(1)备料。按其组成锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%,锡为余量备料。
(2)将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中,采用中频感应熔炼,加热到600—610℃,至其中的金属单质完全熔化。
(3)保温3小时,期间每隔半小时转动刚玉坩埚,使金属液体中的成分分布均匀,待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却,金属凝固后即获得成品的钎料产品。
熔炼过程在氩气保护下进行。
本发明专利产品的有益效果:
本发明专利产品在铜和铝上都具有良好的润湿性,可以形成具有较好性能的钎焊接头;由于通过合金配方的优化和添加了稀土元素镧,使本发明专利产品具有较好的力学性能和耐腐蚀性能,其熔化性能和导电性能也有所改善。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明专利做进一步的说明,但并不做为对本发明专利的限定。
实施例1
一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的优选组成成分为:锡、锌、铝、银和镧,其中重量百分比为:锌20%、铝3%、银0.5%、镧0.6%,锡为余量。
其制备方法包括以下步骤:
(1)备料。按其组成锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌20%、铝3%、银0.5%、镧0.6%,锡为余量备料。
(2)将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中,采用中频感应熔炼,加热到600℃,至其中的金属单质完全熔化。
(3)保温3小时,期间每隔半小时转动刚玉坩埚,使金属液体中的成分分布均匀,待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却,金属凝固后即获得成品的钎料产品。
熔炼过程在氩气保护下进行。其钎料接头的接头剪切强度可达到40MPa。
实施例2
一种铜铝钎焊用Sn—Zn基无铅钎料的优选组成成分为:锡、锌、铝、银和镧,其中重量百分比为:锌18%、铝2%、银0.3%、镧0.4%,锡为余量。
其制备方法包括以下步骤:
(1)备料。按其组成锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18%、铝2%、银0.3%、镧0.4%,锡为余量备料。
(2)将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中,采用中频感应熔炼,加热到610℃,至其中的金属单质完全熔化。
(3)保温3小时,期间每隔半小时转动刚玉坩埚,使金属液体中的成分分布均匀,待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却,金属凝固后即获得成品的钎料产品。
熔炼过程在氩气保护下进行。其钎料接头的接头剪切强度可达到42MPa。
Claims (4)
1.一种钎料及其制备方法,其特征在于其组成成分为:锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%,锡为余量。
2.根据权利要求1所述的一种钎料及其制备方法,其特征是做为一种优选其组成成分为锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌20%、铝3%、银0.5%、镧0.6%,锡为余量。
3. 根据权利要求1所述的一种钎料及其制备方法,其特征是做为一种优选其组成成分为锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18%、铝2%、银0.3%、镧0.4%,锡为余量。
4. 根据权利要求1所述的一种钎料及其制备方法,其特征是其制备方法的步骤如下:
(1)备料,按其组成锡、锌、铝、银和镧,其中所述的单质纯度为Zn(99.995wt%)、Sn(99.99wt%)、Al(99.5wt%)、Ag(99.9wt%)和Cd(99.9wt%),重量百分比为:锌18~22%、铝2~4%、银0.2~0.8%、镧0.1~1%,锡为余量备料;
(2)将称量完毕的锌、铝、银、镧和锡装入刚玉坩埚中,采用中频感应熔炼,加热到600—610℃,至其中的金属单质完全熔化;
(3)保温3小时,期间每隔半小时转动刚玉坩埚,使金属液体中的成分分布均匀,待金属混合均匀后取出并立即放入水中急速冷却,金属凝固后即获得成品的钎料产品;
熔炼过程在氩气保护下进行。
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2013
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