CN108300896A - 一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法 - Google Patents

一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。与现有技术相比，本发明以Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的焊料合金的强度，并且具有良好的润湿性能。

Description

一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊料合金技术领域，尤其涉及一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法。
背景技术
锡铅焊料是一种传统的焊料，主要采用锡铅合金作为基础。由于锡铅合金焊料在铜和铜合金、钢上具有较好的漫流性、抗蚀性，并且具有较好的强度、导电性、力学性能，被广泛应用于仪器仪表、汽车工业、食品工业和其他机械制造业。但是，上述产品中含有的铅带来的环境污染日益严重。
现有技术中，焊料合金及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为95112026.3的中国专利文献报道了一种粗真空条件下焊接陶瓷的锡基活性钎料，基本由(原子百分比)活性金属:1-10，锡:余量组成，其中活性金属指钛、锆、铪、钒或它们的复合，其特征在于:还含有2-30的挥发性组元，挥发性组元系指铅、锌、磷、锰或它们的复合。申请号为97120351.2的中国专利文献报道了一种钎料铅基合金粉及其制备方法。它的合金成分为Sn26-34％，Sb0.3-0.8％，余量为Pb。称取Sn、Pb、Sb配料，将配料在惰性气氛下于350-500℃熔化，浇铸成预合金锭，在惰性气体的保护下于350-500℃将预合金锭熔化，以惰性气体为雾化气体进行雾化，雾化压力为1.5-3.0MPa。申请号为201110323871.3的中国专利文献报道了一种高铺展性锡锑稀土无铅焊料合金及其制备方法。该合金的原料重量百分比为:Sb7.0-9.0wt％，In0.01-0.03wt％，Bi1-3wt％，Cd0.01-0.03wt％，Sm0.01-0.03wt％，，Nd0.01-0.03wt％，余量为Sn。按上述比例将原料放入真空感应炉中熔炼，得到母合金，然后放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔管式坩埚的置于快淬炉转轮轮缘之上方，合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为1mm的孔中喷出在旋转的转轮边缘上形成合金带，然后将合金带适当粉碎，然后再放入球磨机中研磨后取出筛分。
但是，上述报道的焊料合金的强度有待于进一步提高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法，强度较高。
有鉴于此，本发明提供了一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 7-10％、Zn 6-10％、Ag 0.02-0.08％、Y 0.05-0.1％、V 1.2-3.5％、Ge0.2-0.9％、Fe 1.3-2.6％、Eu 0.02-0.08％、Tb 0.01-0.08％，余量为Sn。
优选的，Zn 6-8％。
优选的，Ag 0.05-0.08％。
优选的，Y 0.05-0.08％。
优选的，V 2.4-3.5％。
优选的，Ge 0.2-0.6％。
优选的，Fe 1.8-2.6％。
优选的，Eu 0.02-0.06％。
优选的，Tb 0.04-0.08％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的含有稀土元素的焊料合金的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
本发明提供一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。与现有技术相比，本发明以Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的焊料合金的强度，并且具有良好的润湿性能。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 7-10％、Zn 6-10％、Ag 0.02-0.08％、Y 0.05-0.1％、V 1.2-3.5％、Ge0.2-0.9％、Fe 1.3-2.6％、Eu 0.02-0.08％、Tb 0.01-0.08％，余量为Sn。
作为优选方案，Zn 6-8％，Ag 0.05-0.08％，Y 0.05-0.08％，V 2.4-3.5％，Ge0.2-0.6％，Fe 1.8-2.6％，Eu 0.02-0.06％，Tb 0.04-0.08％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的含有稀土元素的焊料合金的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
本发明提供一种含有稀土元素的焊料合金及其制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。与现有技术相比，本发明以Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的焊料合金的强度，并且具有良好的润湿性能。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 7％、Zn 10％、Ag 0.02％、Y 0.1％、V 1.2％、Ge 0.9％、Fe 1.3％、Eu 0.08％、Tb 0.01％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为216℃，液相线温度为229℃，剪切强度为39N/mm2，延伸率为73％。
实施例2
一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 10％、Zn 6％、Ag 0.08％、Y 0.05％、V 3.5％、Ge 0.2％、Fe 2.6％、Eu0.02％、Tb 0.08％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为215℃，液相线温度为226℃，剪切强度为38N/mm2，延伸率为74％。
实施例3
一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 8％、Zn10％、Ag 0.07％、Y 0.009％、V 1.2％、Ge 0.3％、Fe 2.5％、Eu0.03％、Tb 0.01％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为215℃，液相线温度为228℃，剪切强度为37N/mm2，延伸率为72％。
实施例4
一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 8％、Zn 9％、Ag 0.07％、Y 0.006％、V 1.8％、Ge 0.6％、Fe 2.3％、Eu0.04％、Tb 0.04％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为218℃，液相线温度为227℃，剪切强度为37N/mm2，延伸率为71％。
实施例5
一种含有稀土元素的焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 9％、Zn 7％、Ag 0.03％、Y 0.09％、V 1.9％、Ge 0.7％、Fe 1.6％、Eu 0.03％、Tb 0.06％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为217℃，液相线温度为227℃，剪切强度为38N/mm2，延伸率为72％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种含有稀土元素的焊料合金，其特征在于，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 7-10％、Zn 6-10％、Ag 0.02-0.08％、Y 0.05-0.1％、V 1.2-3.5％、Ge 0.2-0.9％、Fe 1.3-2.6％、Eu 0.02-0.08％、Tb 0.01-0.08％，余量为Sn。
2.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Zn 6-8％。
3.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Ag 0.05-0.08％。
4.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Y 0.05-0.08％。
5.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，V 2.4-3.5％。
6.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Ge 0.2-0.6％。
7.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Fe 1.8-2.6％。
8.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Eu 0.02-0.06％。
9.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Tb 0.04-0.08％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的含有稀土元素的焊料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照重量百分比，将Sb、Zn、Ag、Y、V、Ge、Fe、Eu、Tb、Sn加入至熔炼炉中，升温至300℃，保温20分钟，搅拌，继续升温至460℃，保温60分钟，搅拌，冷却至室温，得到含有稀土元素的焊料合金。
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