CN106271191A - 一种绿色高强低温复合钎料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种绿色高强低温复合钎料及其制备方法，由Zn：80～90%、Al：1～10%、Cu：0.5～5%、Li 0.5～1%、In：3～10%、Ti：0.3～1%、B：0.02～0.2%制备而成。先将金属Al制备成Al丝备用；再将熔点较高的元素硼B、Ti分别与锌Zn制备成中间合金A、B，中间合金A由重量比B5：Zn95组成，中间合金B由重量比Ti5：Zn95组成；将剩余的锌熔化后加入薄Cu片，融合后加入中间合金A、B；用氟铝酸铯与氟铝酸钾复合盐覆盖；将金属液温度降低到450～480℃，加入金属铟和锂，融合后静止30～60分钟，浇注成直径为60mm铸锭C；将所述铸锭C挤压、轧制为0.2mm厚的薄带；将0.2mm的薄带与铝丝通过复合焊条机组制备成所需直径的成品焊条。

Description

一种绿色高强低温复合钎料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种应用于高精度要求的馈源喇叭钎焊用可制成焊条的绿色高强低温钎料及其制备方法。

背景技术

高频元件一般要求尺寸精度高、形位公差高、粗糙度高，而这类高精度要求的零部件一般都通过多道工序精加工完成的。由于焊接等原因，一些零部件在精加工即将完成时出现一些缺陷，而这些缺陷是不允许出现的，所以只能报废。

馈源喇叭是雷达产品中的核心部件，其加工质量、加工精度直接影响雷达产品的各项电讯指标。铜制材料馈源喇叭一般需采用银钎焊的方法，表面处理为：镀银后立即涂9205保护剂，以往加工精度要求高的调整片采取普通银钎焊后，其馈源喇叭外形严重变形，孔口尺寸及其中加工精度要求高的零件调整片要求在喇叭焊接和精加工后，再与喇叭内腔连接，连接后要求保证喇叭基本不变形。为满足以上要求，若采取普通银钎焊，其焊后变形无法消除。

为了解决以上关键技术问题，通过多次分析试验可以得出结论：对上述产品只能采取低温钎焊的方法，这样既可保证较高的焊接强度，又可控制较低的焊接温度，减小焊接过程中的变形，此方法对焊料具有以下性能要求：

a、焊料熔化温度在 400℃±10℃，施焊后焊体不变形；

b、焊接抗拉强度σb≥120N/mm²，抗剪强度τ≥50N/mm²。

专利CN 101642857 B发明了“一种镉银高强度低温焊料”，含镉的银钎料是所有银钎料中工艺性最好，强度、加工性都比较理想的钎料，但镉为有毒元素，极易挥发，镉蒸气属于有毒气体，其氧化物也有毒，含镉钎料的大量使用不仅危害焊接操作者的健康，也影响周边的环境，其生产和使用对环境的污染已经成为一个全球性的问题。因此，必须研究开发不含镉的替代钎料产品。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种绿色高强低温钎料及其制备方法。该方法是多种成熟工艺的集成，有操作便捷，稳定性好，成本较低的特点。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的绿色高强低温复合钎料由下述重量百分比的原料制备而成，其中：锌（Zn）80～90%、铝（Al）1～10%、铜（Cu）0.5～5%、锂(Li) 0.5～1%、铟（In）3～10%、钛（Ti）0.3～1% 、硼（B）0.02～0.2%。

本发明的制备方法包括下述步骤：

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成不同直径的Al丝备用；

第二步，将熔点较高的元素B、Ti分别与Zn制备成中间合金A、B，所述中间合金A是由重量比B5：Zn95组成，所述中间合金B是由重量比Ti5：Zn95组成；将制备中间合金A、B后剩余的锌入中频炉中熔化，温度达到500～600℃后加入薄Cu片，充分融合后加入所述中间合金A、B；用氟铝酸铯与氟铝酸钾复合盐覆盖，其中所述氟铝酸铯和氟铝酸钾的重量比为7：3；将金属液温度降低到450～480℃，加入金属铟和锂，再次充分融合后静止30～60分钟，浇注成直径为60mm铸锭C；

第三步，将所述铸锭C扒皮后在120～150℃箱式电阻炉中进行均匀化退火1.5～2小时，用卧式挤压机等温挤压为3.5mm厚的板带；

第四步，将所述板带经在线退火多道次小变比轧制为0.2mm厚的薄带；

第五步，将第四步轧制的0.2mm薄带与第一步制备的铝丝通过复合焊条机组合成、拉拔、校直、切断，得到所需直径的成品焊条。

本发明的有益效果如下：

本发明是在Zn、Al、Cu、In合金系的基础上加入少量的Li、Ti、B。微量Ti的添加可以提高钎料对基体的润湿性能和强度，减少成分偏析、细化晶粒、提高塑性、改善钎料的加工性能。B元素能阻止钎料的氧化并能抑制气体向熔融钎料中的溶解，其原子半径比较小，在焊接过程中能快速扩散到基体内部提高连接强度。Li可以降低钎料温度，其又是表面活性物质，具有很强的还原性，它的添加可以制得自钎剂钎料，可以适用于保护气氛下钎焊。

附图说明

图1是本发明中所述复合焊条生产机组结构示意图。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

实施例1：采用下述重量百分比的原料制备焊条，其中：Zn80%、Al10%、Cu0.5%、Li0.5%、In8.48%、Ti0.5%、B0.02%。

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成直径为0.4mmAl丝备用；

第二步，将熔点较高的元素B、Ti分别与Zn制备成中间合金A、B，所述中间合金A是由重量比B5：Zn95组成，所述中间合金B是由重量比Ti5：Zn95组成；将制备中间合金A、B后剩余的锌放入中频炉中熔化，温度达到500～600℃后加入薄Cu片，充分融合后加入所述中间合金A、B；用氟铝酸铯与氟铝酸钾复合盐覆盖，其中所述氟铝酸铯和氟铝酸钾的重量比为7：3；将金属液温度降低到450～480℃，加入金属铟和锂，再次充分融合后静止30～60分钟，浇注成直径为60mm铸锭C；

第三步，将所述铸锭C扒皮后在120～150℃箱式电阻炉中进行均匀化退火1.5～2小时，用卧式挤压机等温挤压为3.5mm厚的板带；

第四步，将所述板带经在线退火多道次小变比轧制为0.2mm厚的薄带；

第五步，将第四步轧制的0.2mm薄带与第一步制备的铝丝通过复合焊条机组合成、拉拔、校直、切断，得到所需直径的成品焊条；

所用复合焊条生产机组如图1所示：包括薄带放线机1、平棍机架2、立棍机架3、Al丝送丝机4、拉丝机组5、校直切断机组6；将所述的锌合金钎料薄带经过几组水平和垂直轧辊机组轧制成U型，通过所述Al丝送丝机加入金属铝；钎料从所述Al丝送丝机出来后再经过一对立辊和平辊将其合成为O型；后经过拉丝机组5进行多道次拉拔到直径1.0～2.0mm；所述拉丝机组内设有加热装置，能进行在线退火，最后道次拉拔的退火温度为120℃～150℃，前期道次的退火温度为80℃～100℃；最后钎料进入校直切断机组切成所需尺寸的焊条。

采用此焊条进行H62黄铜的焊接，焊接温度在 440℃，焊接抗拉强度145N/mm²，抗剪强度72N/mm²，施焊后焊体不变形。

实施例2：采用下述重量百分比的原料制备焊条，其中：Zn90%、Al1%、Cu5%、Li0.5%、In3%、Ti0.3%、B0.2%。

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成直径为0.12mmAl丝备用；

第二步至第五步与实施例1同。

采用此焊条进行H62黄铜的焊接，焊接温度在 437℃，焊接抗拉强度123N/mm²，抗剪强度52N/mm²，施焊后焊体不变形。

实施例3：采用下述重量百分比的原料制备焊条，其中：Zn81.9%、Al3%、Cu3%、Li1%、In10%、Ti1%、B0.1。

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成直径为0. 2mmAl丝备用；

第二步至第五步与实施例1同。

采用此焊条进行H62黄铜的焊接，焊接温度在 430℃，焊接抗拉强度133N/mm²，抗剪强度61N/mm²，施焊后焊体不变形。

实施例4：采用下述重量百分比的原料制备焊条，其中：Zn87.3%、Al3%、Cu3%、Li0.8%、In5%、Ti0.8%、B0.1%。

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成直径为0. 2mmAl丝备用；

第二步至第五步与实施例1同。

采用此焊条进行H62黄铜的焊接，焊接温度在 425℃，焊接抗拉强度130N/mm²，抗剪强度58N/mm²，施焊后焊体不变形。

实施例5：采用下述重量百分比为的原料制备焊条，其中：Zn81.35%、Al6%、Cu3%、Li0.6%、In8%、Ti1%、B0.05%。

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成直径为0. 3mmAl丝备用；

第二步至第五步与实施例1同。

采用此焊条进行H62黄铜的焊接，焊接温度在 428℃，焊接抗拉强度137N/mm²，抗剪强度60N/mm²，施焊后焊体不变形。

Claims (2)

1.一种绿色高强低温复合钎料，其特征在于：所述钎料由下述重量百分比的原料制备而成，其中：Zn：80～90%、Al：1～10%、Cu：0.5～5%、Li 0.5～1%、In：3～10%、Ti：0.3～1% 、B：0.02～0.2%。

2.一种用于制备权利要求1所述钎料的方法，其特征在于：所述制备方法包括下述步骤：

第一步，将金属Al通过熔炼、挤压、拉拔等工艺制备成不同直径的Al丝备用；

第二步，将熔点较高的元素B、Ti分别与Zn制备成中间合金A、B，所述中间合金A是由重量比B5：Zn95组成，所述中间合金B是由重量比Ti5：Zn95组成；将制备中间合金A、B后剩余的Zn放入中频炉中熔化，温度达到500～600℃后加入薄Cu片，充分融合后加入所述中间合金A、B；用氟铝酸铯与氟铝酸钾复合盐覆盖，其中所述氟铝酸铯和氟铝酸钾的重量比为7：3；将金属液温度降低到450～480℃，加入金属铟和锂，再次充分融合后静止30～60分钟，浇注成铸锭C；

第三步，将所述铸锭C扒皮后在120～150℃条件下进行均匀化退火1.5～2小时，用挤压机挤压为3.5mm厚的板带；

第四步，将所述板带经在线退火多道次小变比轧制为0.2mm厚的薄带；

第五步，将第四步轧制的0.2mm薄带与第一步制备的铝丝通过复合焊条机组合成、拉拔、校直、切断，得到所需直径的成品焊条。