CN108581269A - 一种铜基中温复合焊料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜基中温复合焊料，包括基体和在基体上复合的钎料层；所述基体为铜或铜合金；所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：4.8%~26%，P：4%~8%，余量为Cu。其无需配合钎剂使用，熔化温度较低。

Description

一种铜基中温复合焊料
技术领域
本发明涉及金属材料加工，具体涉及一种铜基中温复合焊料。
背景技术
目前在机电、仪表等行业，通常使用片状、带状或粉状的银铜合金作为焊料，用于银、铜、钼及其合金的钎焊，焊接时将银铜合金焊料放置在工件与铜合金片或铜合金带之间，这种焊接方式存在不足：一是焊接时需要配合钎剂才能使用；二是银铜合金熔点高，导致焊接温度高，不能满足中温钎焊的要求；三是焊接时焊料的放置定位难度大。
CN102489894A公开了一种新型复合焊料，采用室温固相轧制复合方式，在基体上复合银铜铟合金层，所述银铜铟合金层的组成为：15～30％的Cu、5～38％的In、余量为Ag。虽然解决了焊料的放置定位问题，但是以Ag作为合金层的主要元素，实质是一种银基钎料，增加了复合焊料的制造成本，不利于工业化生产。
CN1524798B公开了一种低银铜基中温钎料，配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：1.8%~5%，P：5.5%~7.5%，In：0.5%~2.5%，Ni：0.01%~1%，Ga：0.01%~0.1%，余量为Cu，其熔化温度为640℃~710℃，满足中温焊接需求，但是使用时仍需要配合钎剂使用，影响焊接效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜基中温复合焊料，其无需配合钎剂使用，熔化温度较低。
本发明所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：包括基体和在基体上复合的钎料层；所述基体为铜或铜合金；所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：4.8%~26%，P：4%~8%，余量为Cu。
进一步，所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：5%，P：6%，余量为Cu。
进一步，所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：7.6%，P：7%，余量为Cu。
进一步，所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：15%，P：5%，余量为Cu。
进一步，所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：25%，P：5%，余量为Cu。
进一步，所述基体为QSn6.5-0.1、Tu1、H65或BZn15-20中的一种。
进一步，所述复合焊料为片状或带状。
进一步，所述钎料层与基体复合的厚度比为1：2~1：20，总厚是0.1~20mm。
一种铜基中温复合焊料的制备方法，其包含如下步骤：
a.表面处理，将基体和钎料层依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；
b.热轧复合，在表面处理的后基体上层叠钎料层，加热至250~400℃后轧制；
c.扩散退火，将热轧复合后的复合焊料经400~500℃的扩散退火热处理；
d.精密冷轧，将扩散热处理后的复合焊料冷轧，得到铜基中温复合焊料，钎料层与基体复合的厚度比为1：2~1：20，总厚是0.1~20mm。
本发明具有如下有益效果：
1、能够直接用于银、铜、钼及其合金的钎焊，无需配合钎剂使用，提高了焊接效率。
2、本发明采用了钎焊性能良好的银铜磷合金，利用磷的脱氧作用达到自钎效果；随着P含量的增加，钎料的熔化温度逐渐下降，在保证焊接质量、合理控制成本的前提下，综合限定Ag、P含量，使得铜基中温复合焊料的熔化温度为550℃~700℃，明显低于银钎料和常用的银铜磷钎料，钎焊时可降低钎焊温度，防止母材的过热或过烧。
3、本发明结合基体的机械性能和力学性能，将复合焊料制成片状或带状，便于焊料在焊接时定位固定。
4、本发明所述复合焊料制备方法简单，工序少，工艺性好，制造成本较低，主要用于机电、仪表等行业。
附图说明
图1是本发明的截面示意图。
图中，1—基体，2—钎料层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明。
实施例一，参见图1，将含4.8%～20%的Ag、含4%～8%的P、余量为Cu的钎料层叠在基体上，采用热轧复合四步工艺法，即表面处理、热轧复合、扩散退火、精密轧制，制得铜基中温复合焊料，钎料层2与基体1复合的厚度比为1：2~1：20，总厚是0.1~20mm。
实施例二，将含5%的Ag、含6%的P、余量为Cu的银铜磷带材和QSn6.5-0.1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在QSn6.5-0.1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ QSn6.5-0.1复合焊料，银铜磷带材与QSn6.5-0.1带材复合的厚度比为1：2，总厚是1.3mm。
实施例三，将含5%的Ag、含7.3%的P、余量为Cu的银铜磷带材和QSn6.5-0.1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在QSn6.5-0.1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ QSn6.5-0.1复合焊料，银铜磷带材与QSn6.5-0.1带材复合的厚度比为1：5，总厚是1.8mm。
实施例四，将含15%的Ag、含5%的P、余量为Cu的银铜磷带材和QSn6.5-0.1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在QSn6.5-0.1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ QSn6.5-0.1复合焊料，银铜磷带材与QSn6.5-0.1带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.9mm。
实施例五，将含7.6%的Ag、含7%的P、余量为Cu的银铜磷带材和QSn6.5-0.1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在QSn6.5-0.1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ QSn6.5-0.1复合焊料，银铜磷带材与QSn6.5-0.1带材复合的厚度比为1：10，总厚是0.9mm。
实施例六，将含15%的Ag、含5%的P、余量为Cu的银铜磷带材和Tu1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在Tu1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ Tu1复合焊料，银铜磷带材与Tu1带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.4mm。
实施例七，将含5%的Ag、含7%的P、余量为Cu的银铜磷带材和Tu1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在Tu1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ Tu1复合焊料，银铜磷带材与Tu1带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.5mm。
实施例八，将含5%的Ag、含6.8%的P、余量为Cu的银铜磷带材和Tu1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在Tu1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ Tu1复合焊料，银铜磷带材与Tu1带材复合的厚度比为1：5，总厚是1.4mm。
实施例九，将含17.6%的Ag、含6.4%的P、余量为Cu的银铜磷带材和Tu1带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在Tu1带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ Tu1复合焊料，银铜磷带材与Tu1带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.2mm。
实施例十，将含15%的Ag、含5%的P、余量为Cu的银铜磷带材和H65带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在H65带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ H65复合焊料，银铜磷带材与H65带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.5mm。
实施例十一，将含25%的Ag、含7%的P、余量为Cu的银铜磷带材和H65带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在H65带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ H65复合焊料，银铜磷带材与H65带材复合的厚度比为1：5，总厚是0.4mm。
实施例十二，将含5%的Ag、含6.7%的P、余量为Cu的银铜磷带材和H65带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在H65带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ H65复合焊料，银铜磷带材与H65带材复合的厚度比为1：5，总厚是1.25mm。
实施例十三，将含17.6%的Ag、含6.4%的P、余量为Cu的银铜磷带材和BZn15-20带材，依次进行酸洗、水洗抛刷和热水洗，烘干备用；然后将银铜磷带材层叠在H65带材上，加热至250~400℃后轧制，使两种带材压合为牢固的整体；再经400~500℃的扩散退火热处理，然后精密轧制成所需要的 AgCuP/ BZn15-20复合焊料，银铜磷带材与BZn15-20带材复合的厚度比为1：5，总厚是1.25mm。

Claims (9)

1.一种铜基中温复合焊料，其特征在于：包括基体和在基体上复合的钎料层；
所述基体为铜或铜合金；
所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：4.8%~26%，P：4%~8%，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：5%，P：6%，余量为Cu。
3.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：7.6%，P：7%，余量为Cu。
4.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：15%，P：5%，余量为Cu。
5.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述钎料层的配方组成及含量按重量百分比计为：Ag：25%，P：5%，余量为Cu。
6.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述基体为QSn6.5-0.1、Tu1、H65或BZn15-20中的一种。
7.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述复合焊料为片状或带状。
8.根据权利要求7所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：所述钎料层与基体复合的厚度比为1：2~1：20，总厚是0.1~20mm。
9.根据权利要求1所述的铜基中温复合焊料，其特征在于：复合焊料的熔化温度为：550℃~700℃。
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