一种高性能绿色钎焊材料的制作方法

文档序号:11910827阅读:273来源:国知局

本发明涉及钎焊材料技术领域,具体为一种高性能绿色钎焊材料。



背景技术:

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,保证接口装配间隙。间隙一般要求在0.01~0.1毫米之间。

钎焊时,对于所使用的钎料,使用者常常优先选用银基含镉钎料,因为在相同银含量的条件下,镉可以显著降低钎料液相线,缩小熔化温度区间,提升钎料流铺性能。然而,钎料中的有害重金属镉是致癌元素,对人体直接造成严重危害,并且钎料成分单一,性能不高,因此我们提出一种高性能绿色钎焊材料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高性能绿色钎焊材料,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高性能绿色钎焊材料,包括主料和配料:

所述配料为以下原料:Sn-Ag-Cu无铅材料25-30份。

所述配料由以下原料组成:Zn 6-10份、In 4-6份、B 6-8份、P 2-4份、Ni 3-9份、Mn 5-7份、Co 7-9份。

优选的,Sn-Ag-Cu无铅材料的制备方法为:首先将Cu和Ag分别在一千 零八十四摄氏度和九百六十二摄氏度的高温环境下熔融,再将熔融的Cu和Ag均加入Sn中进行均匀融合,带混合液态凝固后,获得Sn-Ag-Cu无铅材料。

优选的,所述Sn-Ag-Cu无铅材料中的共晶成分为95.5Sn、3.9Ag和0.6Cu。

优选的,一种高性能绿色钎焊材料,包括主料和配料:

所述配料为以下原料:Sn-Ag-Cu无铅材料25份;

所述配料由以下原料组成:Zn 6份、In 4份、B 6份、P 2份、Ni 3份、Mn 5份、Co 7份。

优选的,所述一种高性能绿色钎焊材料的制备方法包括以下步骤:

S1、熔融材料:首先将25-30份Sn-Ag-Cu无铅材料以质量比1:1:3的比例分成三份并放在二百一十七摄氏度的温度环境下进行融化,再将6-10份Zn以质量比1:1:1的比例分成三份并放在四百二十摄氏度的温度环境下进行融化,将4-6份In放在一百五十七摄氏度的温度环境下进行融化,将6-8份B以质量比1:1的比例分成两份并放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行融化,将2-4份P放在四十五摄氏度的温度环境下进行融化,将3-9份Ni放在一千四百五十四摄氏度的高温环境下进行融化,将5-7份Mn放在一千二百四十七摄氏度的高温环境下进行融化,将7-9份Co放在一千四百九十五摄氏度的高温环境下进行融化;

S2、制备第一主料:将占25-30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6-10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、熔融的4-6份In和熔融的2-4份P混合制成熔融状态的第一主料Ag30CuZnSnInP;

S3、制备第二主料:将占25-30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6-10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn和占6-8份B总质量的二分之一的熔融B混合制成熔融状态的第二主料BAg30CuZnSn;

S4、制备第三主料:将占25-30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之三 的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6-10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、占6-8份B总质量的二分之一的熔融B、熔融的3-9份Ni和熔融的7-9份Co混合制成熔融状态的第三主料Ag50CuZnSnNiCoB;

S5、制备钎焊材料:将熔融状态的第一主料、第二主料和第三主料混合均匀,待混合液凝固,获得钎焊材料。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明提供了一种高性能绿色钎焊材料,该高性能绿色钎焊材料完全避免铅和镉的重金属致癌元素,使得钎焊材料绿色环保,避免了对人体造成严重危害,并且钎料成分丰富,使得钎焊的性能提高,并通过在配方中添加Zn、In和P,达到增大钎焊材料在熔融状态下的流动性的效果,使得钎焊的效率高,并且还在配方中添加Co和Ni,达到增强钎焊材料高强韧性的效果,再通过在配方中添加Mn,达到缩小融化温度空间的效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种高性能绿色钎焊材料的制备方法包括以下步骤:

S1、熔融材料:首先将25份Sn-Ag-Cu无铅材料以质量比1:1:3的比例分成三份并放在二百一十七摄氏度的温度环境下进行融化,再将6份Zn以质量比1:1:1的比例分成三份并放在四百二十摄氏度的温度环境下进行融化,将4份In放在一百五十七摄氏度的温度环境下进行融化,将6份B以质量比1:1的比例分成两份并放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行融化,将2份P放在四十五摄氏度的温度环境下进行融化,将3份Ni放在一千四百五十 四摄氏度的高温环境下进行融化,将5份Mn放在一千二百四十七摄氏度的高温环境下进行融化,将7份Co放在一千四百九十五摄氏度的高温环境下进行融化;

S2、制备第一主料:将占25份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、熔融的4份In和熔融的2份P混合制成熔融状态的第一主料Ag30CuZnSnInP;

S3、制备第二主料:将占25份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6份Zn总质量的三分之一的熔融Zn和占6份B总质量的二分之一的熔融B混合制成熔融状态的第二主料BAg30CuZnSn;

S4、制备第三主料:将占25份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之三的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占6份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、占6份B总质量的二分之一的熔融B、熔融的3份Ni和熔融的7份Co混合制成熔融状态的第三主料Ag50CuZnSnNiCoB;

S5、制备钎焊材料:将熔融状态的第一主料、第二主料和第三主料混合均匀,待混合液凝固,获得钎焊材料。

实施例二

一种高性能绿色钎焊材料的制备方法包括以下步骤:

S1、熔融材料:首先将27份Sn-Ag-Cu无铅材料以质量比1:1:3的比例分成三份并放在二百一十七摄氏度的温度环境下进行融化,再将8份Zn以质量比1:1:1的比例分成三份并放在四百二十摄氏度的温度环境下进行融化,将5份In放在一百五十七摄氏度的温度环境下进行融化,将7份B以质量比1:1的比例分成两份并放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行融化,将3份P放在四十五摄氏度的温度环境下进行融化,将6份Ni放在一千四百五十四摄氏度的高温环境下进行融化,将6份Mn放在一千二百四十七摄氏度的高温环境下进行融化,将8份Co放在一千四百九十五摄氏度的高温环境下进行 融化;

S2、制备第一主料:将占27份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占8份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、熔融的5份In和熔融的3份P混合制成熔融状态的第一主料Ag30CuZnSnInP;

S3、制备第二主料:将占27份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占8份Zn总质量的三分之一的熔融Zn和占7份B总质量的二分之一的熔融B混合制成熔融状态的第二主料BAg30CuZnSn;

S4、制备第三主料:将占27份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之三的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占8份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、占7份B总质量的二分之一的熔融B、熔融的6份Ni和熔融的8份Co混合制成熔融状态的第三主料Ag50CuZnSnNiCoB;

S5、制备钎焊材料:将熔融状态的第一主料、第二主料和第三主料混合均匀,待混合液凝固,获得钎焊材料。

实施例三

一种高性能绿色钎焊材料的制备方法包括以下步骤:

S1、熔融材料:首先将30份Sn-Ag-Cu无铅材料以质量比1:1:3的比例分成三份并放在二百一十七摄氏度的温度环境下进行融化,再将10份Zn以质量比1:1:1的比例分成三份并放在四百二十摄氏度的温度环境下进行融化,将6份In放在一百五十七摄氏度的温度环境下进行融化,将8份B以质量比1:1的比例分成两份并放在两千一百八十摄氏度的高温环境下进行融化,将4份P放在四十五摄氏度的温度环境下进行融化,将9份Ni放在一千四百五十四摄氏度的高温环境下进行融化,将7份Mn放在一千二百四十七摄氏度的高温环境下进行融化,将9份Co放在一千四百九十五摄氏度的高温环境下进行融化;

S2、制备第一主料:将占30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的 熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、熔融的6份In和熔融的4份P混合制成熔融状态的第一主料Ag30CuZnSnInP;

S3、制备第二主料:将占30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之一的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn和占8份B总质量的二分之一的熔融B混合制成熔融状态的第二主料BAg30CuZnSn;

S4、制备第三主料:将占30份Sn-Ag-Cu无铅材料总质量的五分之三的熔融Sn-Ag-Cu无铅材料、占10份Zn总质量的三分之一的熔融Zn、占8份B总质量的二分之一的熔融B、熔融的9份Ni和熔融的9份Co混合制成熔融状态的第三主料Ag50CuZnSnNiCoB;

S5、制备钎焊材料:将熔融状态的第一主料、第二主料和第三主料混合均匀,待混合液凝固,获得钎焊材料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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