专利名称：含铟和硅的无镉银钎料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含铟和硅的无镉银钎料，适用于铜与铜合金、硬质合金、不锈钢管件 等工件的钎焊，属于中温钎焊材料领域。
技术背景-针对欧盟RoHS指令的限制，用于制冷、机械、机电、电器、仪器仪表、阀门管件等行 业钎焊的BAg40CuZnCd、BAg45CuZnCd、BAg50CuZnCd等含镉银钎料将逐渐被禁用或替代。 这些含镉银钎料中的有害元素镉(Cd)，危害操作工人的身体健康以及污染环境。同时这些 钎料中都含有较高的贵金属白银，由于贵金属白银资源有限，价格越来越昂贵。因此研究开 发出一种既符合欧盟RoHS指令要求，又具有相当钎焊性能，熔化温度合适，含银量较低的 含铟和硅的无镉银钎料来替代BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd、 BAg50CuZnCd等含镉银钎料， 既可节约国家有限的贵金属白银资源，降低成本，又可保护操作员工的身体健康及消除对生 态环境的污染。从而具有重大的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能在钎焊过程中和钎焊后 在钎焊部位完全没有有毒元素镉的、钎焊性能优良，并且与BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料综合性能相当的，含银量又较低的钎焊材料。本发明主要解决下述两个关键技术问题l)研发出无镉的、综合性能与BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料相当，可替代BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料，通过对"含铟和硅的无镉银钎料"化学成分的优化，得到了对母材润湿 性、铺展性优良、焊缝力学性能(cJb、 r )好的银钎料；2)在无镉银钎料中加入适量的铟(In)， 主要用来降低钎料合金(Ag-Cu-Zn)的熔点，同时改善钎料在铜、铜合金、硬质合金及不锈 钢上的润湿性、铺展性，同时加入硅(Si)与微量合金元素，主要用来细化无镉银钎料的晶 粒和组织，增加钎料的塑性，焊后提高钎焊接头的机械强度和耐腐蚀性。本实发明解决上述技术问题所采用的技术方案是 一种含铟和硅的无镉银钎料，其特征在于该钎料的组成及含量按重量百分比计为铜36%~40%，锌25 %~35%，铟0.5%~4.5%， 硅0.01°/o~0.5%，微量合金元素0.001~0.1%，余量为银，其中，微量合金元素为Ni、 Mn、 Sb、 Zr、 B、 Ce、 La等合金元素中的一种或多种。该无镉银钎料的熔化温度为640°C~760°C (参考值)，配合FB102钎剂使用，可用于铜与铜合金、硬质合金、不锈钢管件等工件的钎 焊，钎焊接头的机械强度可达cj^l卯 3卯MPa, r=180~290MPa。本发明可根据生产需要将硅和微量合金元素预先瑢炼制成中间合金，然后加入银-铜-锌 合金进行熔炼，再通过浇注、、挤压、拉拔、成型、清洗得到钎焊材料。本发明具有以下技术特点1)新发明的"含铟和硅的无镉银钎料"与BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd、 BAg45CuZn等银钎料相比明显减少了贵金属白银的用量，节约了有限的贵 金属白银资源，同时极大地降低了客户的使用成本；2)去除了有害元素镉，并且钎焊铜与 铜合金、硬质合金、不锈钢管件等工件后焊缝接头机械强度高，焊缝致密、表面光洁，完 全能取代BAg40CuZnCd、 BAg45CuZnCd 、 BAg45CuZn等银钎料。
具体实施例方式根据本发明的"含铟和硅的无镉银钎料"的重量配方比来具体叙述本发明的具体实施方式
。实施例1:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜36%，锌27%，铟1.0%，硅0.05%， 微量合金元素0.01%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在645t:左右(参考值)、液相线温度在750 'C左右(参考值)，配合.FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在P 5^钎焊母材为下列组合时的接头强度见括号内数据紫 铜一铜合金(ab=215~240MPa, r =180~200MPa)、紫铜或铜合金一不锈钢(ab=320~340MPa, r=220~240MPa)、不锈钢一不锈钢(ab=350~370MPa， r =260 290MPa)。实施例2:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜38%，锌28%，铟1.5%，硅0.1%， 微量合金元素0.03%,其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在65(TC左右(参考值)、液相线温度在745 "C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在lG 5 钎焊母材为下列组合时的接头强度见括号内数据紫 铜一铜合金(ab=220~245MPa, t =185~210MPa)、紫铜或铜合金一不锈钢(ob=315~330MPa, r=210~230MPa)、不锈钢一不锈钢(ab=340~360MPa, r =250~270MPa)。实施例3:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜37%，锌30%，铟2.0%，硅0.15%， 微量合金元素0.03%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在65(TC左右(参考值)、液相线温度在740 'C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、铺展性好、流动性好，润湿角在1^5 钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例2相同。 实施例4:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜40%，锌29%，铟2.5%，硅0.2%，微量合金元素0.02%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在655'C左右(参考值)、液相线温度在745 'C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在20 5 钎焊母材为下列组合时的接头强度见括号内数据紫 铜一铜合金(crb=250~270MPa， r =190~220MPa)、紫铜或铜合金一不锈钢(<jb=320~350MPa， r=215~230MPa)、不锈钢一不锈钢(ab=360~390MPa， r =245~260MPa)。实施例5:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜40%，锌32%，铟4.0%，硅0.15%， 微量合金元素0.02%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在650'C左右(参考值)、液相线温度在760 'C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、铺展性好、流动性好，润湿角在2L5、钎焊母材为下列组合时的接头强度见括号内数据紫铜一铜合金(c5b=235~250MPa, r =180~210MPa)、紫铜或铜合金一不锈钢(ab=315~340MPa, r=210~230MPa)、不锈钢一不锈钢(ob=350 370MPa, r =240 260MPa)。实施例6:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜39°/。，锌33%，铟3.5%,硅0.3%， 微量合金元素0.02%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在66(TC左右(参考值)、液相线温度在755 r左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在1^5。；钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例5相同。实施例7:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜36%，锌27%，铟4.5%，硅0.15%， 微量合金元素0.05%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在64(TC左右(参考值)、液相线温度在735 'C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在lt5。；钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例l相同。实施例8:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜36%，锌30°/。，铟3.5%，硅0.3%，微量合金元素0.1%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在65(TC左右(参考值)、液相线温度在750 'C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在10 5 钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例l相同。实施例9:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜37%，锌31%，铟3.0%，硅0.5%, 微量合金元素0.005%，其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在665t:左右(参考值)、液相线温度在760 °。左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在1^ 50;钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例2相同。实施例10:按合金的重量百分数配比，其成分组成为铜38%，锌35%，铟0.5%，硅0.2%， 微量合金元素0.01%,其余为银。上述成分配比得到的无镉银钎料固相线温度在665'C左右(参考值)、液相线温度在760 "C左右(参考值)，配合FB102钎剂，钎料在铜与铜合金、硬质合金、不锈钢上的润湿性好、 铺展性好、流动性好，润湿角在20 5 钎焊用母材及焊缝强度数据与实施例l相同。
权利要求
1. 一种含铟和硅的无镉银钎料，其特征在于该无镉银钎料的化学成分及含量按重量百分比计为铜36％～40％，锌25％～35％，铟0.5％～4.5％，硅0.01％～0.5％，微量合金元素0.001～0.1％，余量为银。
2、 根据权利要求1所述的含铟和硅的无镉银钎料，其特征在于所述的微量合金元素为Ni、 Mn、 Sb、 Zr、 B、 Ce、 La中的一种或多种。
全文摘要
本发明涉及一种含铟和硅的无镉银钎料，属于中温钎焊材料领域。该无镉银钎料的化学成分及含量按重量百分比计为铜36％～40％，锌25％～35％，铟0.5％～4.5％，硅0.01％～0.5％，微量合金元素0.001～0.1％，余量为银，其中，微量合金元素为Ni、Mn、Sb、Zr、B、Ce、La等合金元素中的一种或多种。采用常规中频感应炉熔炼、浇注，然后通过挤压、拉拔、成型、清洗即可得到所需的钎料。本发明含铟和硅的无镉银钎料的熔化温度为640℃～760℃。该合金钎料去除了有害元素镉，完全符合欧盟RoHS指令的要求，消除了对操作员工的身体危害和环境的污染。本发明的银钎料与FB102钎剂配合使用，可应用于铜与铜合金、硬质合金、不锈钢管件等工件的钎焊，具有润湿性和流动性好、钎焊接头机械强度高、钎焊工艺性能好等优点。焊缝力学性能与BAg40CuZnCd、BAg45CuZnCd、BAg45CuZn等银钎料相当。本发明的银钎料可广泛应用于制冷、机械、机电、电器、仪器仪表、阀门管件等行业的钎焊。
文档编号B23K35/30GK101279407SQ200810062338
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者余丁坤, 静 刘, 王晓蓉, 舒俊胜, 金李梅 申请人:金李梅