CN103909363A - 一种含锡锰铟的无镉低银钎料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接材料类，具体涉及一种含锡锰铟无镉低银钎料，其特征在于由下列各组分质量配比组成：银含量24％-26％，锌含量32％-34％，锡含量0.9％-1.5％，锰含量0.8％-1.8％，铟含量1.0％-1.6％，余量为铜。通过上述优化后的各元素组分，可以使得银钎料的力学性能提高、液相线和固相线温度有所降低、焊料润湿性及流动性得到改善，本发明综合性能已经足够替代传统的银钎料B-Ag35CuZn，本技术方案降低了贵金属元素Ag的含量，有效降低钎料的生产成本和推广应用，产生良好的经济效益。

Description

一种含锡锰铟的无镉低银钎料
技术领域
本发明属于焊接材料类，具体涉及一种含锡锰铟的无镉低银钎料。
背景技术
传统的中温银材料为Ag-Cu-Zn-Cd系钎料合金，随着RoHS指令和我国***等七部委的第39号令的颁布，镉元素被限制在钎料中使用。钎料研究者试图通过寻找镉的替代者来实现无镉化，但这些钎料体系或者在价格上、或者在钎焊工艺性能上或者在加工性能上都与传统的含镉银钎料仍有一定的差距。要获得与传统含镉钎料相同的性能，通常需要通过提高银及其它贵金属的含量来进行。
银钎料主要是以Ag-Cu-Zn合金为基体，辅以添加Cd、Sn、Mn、Ni、Ga、In、Si等元素，降低合金的的熔点，缩小熔化温度区间，从而改善钎焊工艺性，主要有Ag-Cu-Zn，Ag-Cu-Zn-Cd，Ag-Cu-Zn-Sn，Ag-Cu-Zn-Ni，Ag-Cu-Zn-In，Ag-Cu-Zn-Ga等六个系列。例如：型号为B-Ag35CuZn的银铜锌钎料是一种被广泛使用、综合性能较好的银钎料，主要参数指标是：成分为银34.0％-36.0％，铜29.0％-31.0％，余量为锌；其固相线约665℃，液相线约745℃；钎焊温度约745℃-845℃；钎料抗拉强度约为386MPa。由上述指标可知该钎料的特点是熔点较低，润湿性及填缝能力好，接头强度高且能承受振动载荷，适用于钎焊焊缝要求光洁和在冲击时具有高强度的铜及铜合金、钢及不锈钢零件；但该合金由于银含量较高导致成本也较高，这在一定程度上提高了机电产品成本，降低了其竞争力，不利于推广应用。
发明内容
本发明的目的在于针对传统银钎料中贵金属银含量过高和含有有毒元素镉的问题，提供一种综合性能较好、无镉且含银量低的银钎料。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种含锡锰铟的无镉低银钎料，由下列各组分配比组成：银含量24％-26％，锌含量32％-34％，锡含量0.9％-1.5％，锰含量0.8％-1.8％，铟含量1.0％-1.6％，余量为铜。
优选的，所述的银含量25％，锌含量34％，锡含量1.3％，锰含量1.4％，铟含量1.6％，余量为铜。此时做出的银钎料综合性能接近与传统的银钎料B-Ag35CuZn，在银含量降低约10％的情况下，可以起到很好的替代作用。
本技术方案的优点在于采用Sn来代替有毒的Cd，以降低钎料的熔点，Sn在Ag、Cu中溶解度较大，可以大大降低钎料的熔化温度，0.9％-1.5％含量Sn起到了细化共晶组织的良好作用，有利于提高合金的润湿性能。由于Sn对降低钎焊温度也是有一定限度的，因此需要加入铟元素对钎料的钎焊温度进行调节，铟元素的熔点仅为156℃，添加铟可以更为显著降低钎料的固、液相线，与锡相似铟也可以使钎料熔化区间减小，提高钎料流动性，In与Ag、Cu、Mn等均形成固溶体，在银钎料中添加In，也可使接头的强度得到一定程度的提高。锰元素可以改善银对铜的润湿性，溶于银形成固溶体，起固溶强化作用，提高强度，尤其是高温强度，含锰镍的钎料，对接头间隙不敏感，工艺性能良好。
通过大量试验证明，通过上述优化后的各元素组分，可以使得银钎料的力学性能提高、液相线和固相线温度有所降低、焊料润湿性及流动性得到改善，本发明综合性能已经足够替代传统的银钎料B-Ag35CuZn，本技术方案降低了贵金属元素Ag的含量，有效降低钎料的生产成本和推广应用，产生良好的经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做出进一步阐述。
本发明的一种含镍锰铟无镉低银钎料，由下列各组分配比组成：银含量24％-26％，锌含量32％-34％，锡含量0.9％-1.5％，锰含量0.8％-1.8％，铟含量1.0％-1.6％，余量为铜。在上述所述的银钎料组分配比范围内，选取具体量的组分进行一种含镍锰铟无镉低银钎料的制作，制造方法是：按照上述配方配比选取各组分原料，放入常规中频冶炼炉熔炼均匀，熔炼好后进行铸锭，然后通过挤压、拉拔，得到所需要的钎料，然后钎料加工为直径为2.0mm的丝材，配合FB102钎剂，用常规方法焊接相同的不锈钢母材，进行测试。
采用上述配比和制造方法生产出的一种含镍锰铟无镉低银钎料的配比数值和测试数据如下：
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
实施例7
实施例8
实施例9
实施例10
实施例11
实施例12
实施例13
实施例14
由上述实施例可以得出：本发明钎料在比传统中温B-Ag35CuZn钎焊材料的含银量降低10％以上，配合FB102(QJ102)钎剂，钎焊接头的力学性能分别可达到B-Ag35CuZn所在范围，完全可以取代B-Ag35CuZn，同时上述实施例中的焊料也表现出良好的润湿性及流动性。

Claims (2)

1.一种含锡锰铟的无镉低银钎料，其特征在于由下列各组分质量配比组成：银含量24％-26％，锌含量32％-34％，锡含量0.9％-1.5％，锰含量0.8％-1.8％，铟含量1.0％-1.6％，余量为铜。
2.如权利要求1所述的一种含锡锰铟的无镉低银钎料，其特征在于所述的银含量25％，锌含量34％，锡含量1.3％，锰含量1.4％，铟含量1.6％，余量为铜。
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