CN106077995A

CN106077995A - 一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法

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Publication number: CN106077995A
Application number: CN201610500401.2A
Authority: CN
Inventors: 余丁坤; 方健; 黄世盛; 陈融; 徐昶; 张怡衫
Original assignee: Hangzhou Huaguang Advanced Welding Materials Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Huaguang Advanced Welding Materials Co Ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明涉及一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法，适用于不锈钢和紫铜、黄铜等铜合金的钎焊。本发明由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，各组分的重量百分比分别为：13‑19%的Ag，25.5‑38%的Zn，35‑40%的Cu，1.0‑5.5%的Sn，7‑14%的Mn，0.5‑3.0%的Ni，0.001‑0.3%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。本发明还提供锰、锡的无镉低银钎料的制备方法，采用中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，熔炼时各组分依次按照Ag、Cu、Sn、Zn和Cu‑Mn加入熔炼，再加入微量Cu‑R合金，最后通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。本发明含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好的多元银钎料用于钎焊紫铜、黄铜与不锈钢。

Description

一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法，适用于不锈钢和紫铜、黄铜等铜合金的钎焊，它属于一种中温钎焊材料。

背景技术

在进行铜及铜合金与铁等黑色金属及其合金的钎焊时，考虑到钎料对钎焊母材的润湿性及钎焊接头相关的力学性能，人们大都选用银钎料。四通阀，具有四个油口的控制阀，是制冷设备中不可缺少的关键部件，冷热气体循环，工作环境比较恶劣，需要采用可靠性较强的银焊料进行焊接，四通阀对焊接的要求非常高的可靠性，抗疲劳性能，良好的耐腐蚀性能，以及较高的焊接强度。常见选用BAg45CuZnCd、BAg45CuZn，但随着贵金属原材料价格的不断上涨，造成使用高银钎料来钎焊的厂家面临巨大的成本压力。但如果简单降低钎料银含量，则钎料熔化温度较高，如BAg21CuZn钎料熔化温度一般在670-850℃。

一些企业通过增加Cd的含量来降低银含量，Cd的加入，大幅度降低了钎料的熔化温度，提升了钎焊性能，较好地降低了银含量，曾经一度被广泛试验，但Cd本身是有毒元素，不利于操作者的健康且对环境存在污染，不符合欧盟RoHS指令，随着人们对环保的愈加重视，逐渐被其他无害元素所取代。

部分企业采用多元合金化，开发了含银量在20%左右的银钎料用于替代，但由于多元合金化存在加工成型的难题，同时其价格仍然不能被部分客户接受。

因此，提供一种既符合欧盟RoHS指令要求，含银量在13-19%的新型钎料，在钎焊材料中不含有害化学元素Cd，又有较低钎焊温度和较高的强度的钎料，显得尤为必要。

公开日为2014年07月09日，公开号为103909361A的中国专利中，公开了一种名称为“一种低银含量的无镉钎料”的发明专利。该专利，将含银、铜、锌、锰、镍的原料按配比冶炼，搅拌均匀后即进行浇铸，然后将铸锭通过挤压、拉拔，得到所需要的钎料丝材，其中按质量百分比银质量范围是24％-26％，锌为31.5％-35％，锰为0.8％-2.5％，镍为0.5％-2.0％，余量为铜。虽然发明通过在银钎料中添加少量的镍和锰，可提高钎料的润湿性及接头强度，但是银元素的含量还是较高，故其还是存在上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种含银量低于20%的银钎料，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎料加工性能好的多元银钎料用于钎焊紫铜、黄铜与不锈钢。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该含锰、锡的无镉低银钎料，其特征是由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13-19 wt.%,的Ag，25.5-38 wt.%的Zn，35-40 wt.%的Cu，1.0-5.5 wt.%的Sn，7-14 wt.%的Mn，0.5-3.0 wt.%的Ni，0.001-0.3 wt.%的微量元素R，该微量元素R由 Cu-R合金添加制备，所述微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。

本发明所述各组分的重量百分比分别为：15-17 wt.%的Ag，30-35.3 wt.%的Zn,36-39 wt.%的Cu，2-4 wt.%的Sn，8.0-11.0 wt.%的Mn，0.5-1.5 wt.%的Ni，0.001-0.1wt.%%的微量元素R，该微量元素R由 Cu-R合金添加制备，所述微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。

本发明所述各组分的重量百分比分别为：16 wt.%的Ag，35 wt.%的Zn，37 wt.%的Cu，2 wt.%的Sn，9 wt.%的Mn，1.0 wt.%的Ni，0.03 wt.%的R。

本发明还提供了一种含锰、锡的无镉低银钎料的制备方法，其特征在于：采用中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，熔炼时各组分依次按照Ag、Cu、Sn、Zn和Cu-Mn加入熔炼，再加入微量Cu-R合金，最后通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗工艺制备而成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、可用于取代BAg45CuZnCd、BAg45CuZnCd银钎料，明显降低了白银含量百分比29个百分点，且性能指标参数与BAg45CuZn、BAg45CuZnCd接近，拥有良好的性价比，与市场上同类开发新产品BAg21CuZnMnSn相比，焊后钎焊接头具有更高强度；2、钎焊紫铜、黄铜与不锈钢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BAg45CuZn、BAg45CuZnCd银钎料相当；3、该钎料可制备成药皮钎料；4、该产品熔化温度为685-765℃。

本发明中Sn的加入可有效提高流动性、润湿性，降低固、液相线温度，减小熔化区间，Mn能够提高钎料的高温强度，同时可降低钎料合金的固液相线温度、改善润湿性能，钎焊时具有二次脱氧的功能；Ni的添加可增加钎料对不锈钢的润湿性和钎焊接头的强度；少量微量元素R的添加，能有效抑制Zn蒸气的挥发，在熔炼时减少Zn的损耗，细化钎料组织，改善钎料深加工性能。

参见Ag-Cu-Zn三元相图，并通过成分调节，具有较好的加工特性，添加的微量R可细化钎料合金的组织，进一步改善钎料的力学性能，提高钎焊接头的强度和韧性，并通过比例控制调节钎料的润湿性能；同时该钎料适合制备成药皮形态，通过将银钎剂添加粘结剂后涂覆在钎料表面后进行烧结、干燥，制备成药皮形态。

附图说明

图1是本发明实施例的Ag-Cu-Zn 三元相图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，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。

参见图1。

本实施例中的银钎料使用白银IC-Ag99.99、一号标准铜、国标Zn99.995、Cu-Mn中间合金、Sn99.95AA和微量Cu-R合金，按上述配比，采用常规中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，然后通过锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗等工艺制备而成。

本发明实施例按照Ag、Cu、Sn、Zn、Cu-Mn依次加入熔炼，最后加入微量Cu-R合金，再通过浇铸、锯剥、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范围为685-765℃，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等钎料。

本发明实施例的一种含锰、锡的无镉低银钎料，产品不含镉、含贵金属总量低、成本低，钎焊紫铜、黄铜及不锈钢的接头强度高、铺展性好、工艺性能良好,主要技术指标与银钎料BAg45CuZn、BAg45CuZnCd相近，可取代其在四通阀支架的应用。下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，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4，表1为本发明实施例1至实施例6相关数据表，表2为本发明实施例7至实施例12相关数据表，表3为本发明实施例13至实施例18相关数据表，表4为本发明实施例19至实施例24相关数据表，各表具体如下。

表1—实施例1至实施例6相关数据表

表2—实施例7至实施例12相关数据表

表3—实施例13至实施例18相关数据表

表4—实施例19至实施例24相关数据表

本发明实施例的配方设计合理，生产成本低，性价比高，钎焊四通阀支架时，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，钎焊温度较低。

该产品可在钎料外表面通过银钎剂、粘结剂进行烧结、干燥，制备成药皮钎剂。钎剂在钎料外表面烧结粘附，结构较为紧实，含量稳定无短缺，可直接进行钎焊，改善了一边添加钎剂一边进行钎焊的操作模式，提高了生产效率。且该结构使银钎剂更充分的作用于母材表面，

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

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

1.一种含锰、锡的无镉低银钎料，其特征是由Ag、Cu、Sn、Mn、Zn和微量元素R组成，所述各组分的重量百分比分别为：13-19%的Ag，25.5-38%的Zn，35-40%的Cu，1.0-5.5%的Sn，7-14%的Mn，0.5-3.0%的Ni，0.001-0.3%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。

2.根据权利要求1所述的含锰、锡的无镉低银钎料，其特征在于：所述各组分的重量百分比分别为：15-17%的Ag，30-35.3%的Zn, 36-39%的Cu，2-4%的Sn，8.0-11.0%的Mn，0.5-1.5%的Ni，0.001-0.1%的微量元素R，该微量元素R是由镧、铈、硅、锑中的一种或多种组成。

3.根据权利要求1所述的含锰、锡的无镉低银钎料，其特征在于：所述各组分的重量百分比分别为：16%的Ag，35%的Zn，37%的Cu，2%的Sn，9%的Mn，1.0%的Ni，0.03%的R。

4.根据权利要求1所述的含锰、锡的无镉低银钎料，其特征在于：所述微量元素R由 Cu-R合金添加制备。

5.一种含锰、锡的无镉低银钎料的制备方法，采用权利要求1-4所述的含锰、锡的无镉低银钎料，其特征在于：采用中频熔炼炉进行熔炼、浇铸，熔炼时各组分依次按照Ag、Cu、Sn、Zn和Cu-Mn加入熔炼，再加入微量Cu-R合金，最后通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清洗工艺制备而成。