硬钎焊是一种用于在批量生产和原型生产二者中接合零件的重要技术。它是一种使用金属添加剂(硬钎焊焊料)接合金属零件的经济型过程，使零件仅暴露于较低的机械应力。任选地，经常使用助焊剂和/或惰性气体。硬钎焊焊料的熔化温度低于待硬钎焊的金属零件的熔化温度。两者都由熔化的焊料进行润湿，而其本身不熔化。用于熔化在600℃至800℃之间的范围内的常见硬钎焊合金通常为ag-cu-zn焊料，并且其在诸如例如dineniso17672和awsa5.8m/a5.8-2011(钎料)和us-a-2019984的标准中有所描述。
此类合金可用于多个应用，但是至于其易腐蚀性，并且由于针对给定银含量的熔化范围应该尽可能低，此类合金并不总是满足所有要求。
具有更高银含量的改性ag-cu-zn硬钎焊合金通常还含有镍(ni)和锰(mn)，并且从de19725956中是已知的。这种硬钎焊合金常用于工具工业中。可以添加镍以增加硬钎焊接头的强度，并且改善工具钢上的润湿行为。然而，这会导致合金的熔化范围增大。
ep-a-1078711公开了含有少量镓、铟、锡或锰的ag-cu-zn硬钎焊合金。然而，这些合金通常缺乏良好的机械性能，如延展性和变形性，并且在银含量较低的情况下表现出熔化温度增加，并且因此表现出与具有较高银含量的材料相同的缺点。
cn-a-102909489公开了适用于在850℃以上而不是在例如720℃或730℃的较低温度下进行硬钎焊的硬钎焊焊料。
目的是提供易于生产的新型硬钎焊合金，其尽管相比于ag125银含量显著降低，但是可以在相当的焊接温度下工作，诸如当焊接铜、黄铜、不锈钢和结构钢如s235时。标准结构钢为例如，s235jr+ar(en10025-2:2004-10的新版本，以前的s235jrg2，甚至更早的st37-2，材料编号1.0036至1.0038，之前的名称，根据eu25-72，还为fe360b)或者还有s355j2+n(en10025-2:2004-10的新版本，以前的s355j2g3，甚至更早的st52-3n，材料编号1.0577或1.0570，之前的名称，根据eu25-72，还为fe510d1)。结构钢等级在en10025中进行了标准化。
此外，硬钎焊合金必须在与ag125的温度相当的温度下完全熔化，同时在室温下具有良好的冷成形性(例如，用于冷轧、拉丝或丝轧)以及足够延展性以便焊接化合物，并且一定不含镉，以便是生态无害的。合金是有利的，在重结晶10％后(相对于变形之前和之后的直径)，其在丝中具有10％的最小冷加工性。
已知由于ag-cu体系的共晶行为，ag-cu-x合金的银含量在合金的液相线温度中起重要作用。限定银含量的低熔点意指如果不添加降低熔点的附加元素，则限定银含量(例如，13％)的熔化温度比含25％银的合金明显更高。降低熔点的元素必须在此过程中巧妙地结合，并与增加熔点的元素相匹配，使得不对接合接头的冷加工能力和强度产生不利影响。
这个问题通过不含碱金属和碱土金属、磷和镉(不可避免的杂质除外)的硬钎焊合金来解决，该合金含有10重量％至15重量％的银、20重量％至35重量％的锌、5重量％至15重量％的锰、0.1重量％至4重量％的铟、以及(ad)100重量％的铜和不可避免的杂质，其中合金还可包含0重量％至3重量％的锡和/或镓，并且在不同情况下还可包含0至1重量％的硅、锗和镍，并且组分的总量合计达100重量％。
一个具体的实施方案涉及一种含有11重量％至14重量％的银、20重量％至30重量％的锌、8重量％至12重量％的锰、1重量％至3重量％的铟、以及100重量％的铜和不可避免的杂质的硬钎焊合金，并且其中组分的总量合计达100重量％；
或者
一种含有12重量％至14重量％的银、22重量％至28重量％的锌、9重量％至11重量％的锰、1.5重量％至2.5重量％的铟、以及100重量％的铜和不可避免的杂质的硬钎焊合金，并且其中组分的总量合计达100重量％。
尽管这些实施方案不含碱金属和碱土金属、磷和镉，不可避免的杂质除外。
上述实施方案可任选地包含0.1重量％至2.0重量％，具体地，0.5重量％至1.5重量％的锡。这可能是为了控制熔点，特别是降低熔点而添加的，但是如果其含量过高，则会导致脆化。
上述实施方案还可任选地包含0.1重量％至0.8重量％，具体地，0.3重量％至0.7重量％的镓，可与上述锡一起添加。
上述实施方案可任选地包含0.1重量％至0.6重量％，具体地0.2重量％至0.5重量％的锗，可与上述锡、镓或它们的组合一起添加。与锡和镓类似，可以添加锗来精细调节熔点，但是如果添加量过大，同样会导致脆化。
上述实施方案可任选地包含0.1重量％至0.5重量％，具体地0.2重量％至0.4重量％的硅，可与上述锡、镓、锗或它们的组合一起添加。可以加入这些物质来控制焊料的熔点和流动性，但是如果含量过高，则会在铁基合金焊接过程中导致接合区脆化。
上述实施方案可任选地包含0.2重量％至1.0重量％，具体地，0.3重量％至0.7重量％的镍，可与上述锡、镓、锗、硅或它们的组合一起添加。这些物质可用于控制铁和铜合金的润湿特性，但是如果含量过高，可能会导致熔化范围的增加。
由于镉毒性较高，因此要避免使用。碱金属和碱土金属(即，锂、钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡和镭)对氧化过于敏感。不得使用磷(p)，因为其会在涉及铁和含铁合金的硬钎焊接头中形成脆性金属间相。
碱金属及碱土金属、磷和镉只能以不可避免杂质的量存在，就像某些附加金属一样。不可避免杂质的含量总计可不大于0.5重量％，并且优选地为0.3重量％。
铝可以作为杂质以最多0.001重量％的量存在。与上面列出的其它碱金属和碱土金属一样，磷、镁或钙分别可以最多0.008重量％的量作为杂质而存在。镉、硒、碲、锡、锑、铋和砷可以作为杂质存在，并且各自的量最多为0.01重量％。铅可以作为杂质以最多0.025重量％的量存在。硫可以作为杂质以最多0.03重量％的量存在。甚至铁可以作为杂质以最多0.15重量％的量存在。杂质可以最多0.5重量％或0.3重量％或0.15重量％的总量存在。不含镉和磷意味着在每种情况下镉含量最多0.01重量％，并且磷含量最多0.008重量％。
由于钴的存在导致液相线温度显著增加，因此钴可以仅作为不可避免的污染物以最多0.05重量％，具体地，仅为0.01重量％的量存在。
为了消除误解，应当指出的是，本发明的硬钎焊合金必须含有铜。铜的含量通常为26重量％至64.9重量％。
在该实施方案中，除了不可避免的杂质以外，合金不含碱金属及碱土金属、磷和镉，因此含有
10重量％至15重量％、10重量％至13.5重量％或10重量％至13重量％的银；
20重量％至35重量％、15重量％至25.5重量％或20重量％至25重量％的锌；
5重量％至15重量％、8重量％至12重量％或9重量％至11重量％的锰；
0.1重量％至4重量％、1重量％至2.5重量％或1.7重量％至2.3重量％的铟；
26重量％至64.9重量％、31重量％至64.9重量％、46.5重量％至66重量％或48.7重量％至59.3重量％的铜；
任选地，0.1至3重量％、0.1至1.5重量％或0.6至1.4重量％的锡；
任选地，0.1至3重量％、0.1至0.8重量％或0.4至0.7重量％的镓；
任选地，0.1至1重量％、0.1至0.5重量％或0.2至0.5重量％的硅；
任选地，0.1至1重量％、0.1至0.5重量％或0.2至0.5重量％的镍；
任选地，0.1至1重量％、0.1至0.5重量％或0.2至0.5重量％的锗和不可避免的杂质，其中组分的总量合计达100重量％。
硬钎焊合金不含碱金属和碱土金属、磷和镉，但不可避免的杂质除外，因此由以下项组成：
12重量％至14重量％的银、
22重量％至28重量％的锌、
9重量％至11重量％的锰、
1.5重量％至2.5重量％的铟、
0.5重量％至1.5重量％的锡，以及
以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中所有组分的总量合计达100重量％。
在一个具体的实施方案中，硬钎焊合金因此包含
12重量％至14重量％的银、
22重量％至28重量％的锌、
9重量％至11重量％的锰、
1.5重量％至2.5重量％的铟、
0.5重量％至1.5重量％的锡、
0.2重量％至0.4重量％的硅，以及
以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中组分的总量合计达100重量％；或者在另一个实施方案中，
12重量％至14重量％的银、
22重量％至28重量％的锌、
9重量％至11重量％的锰、
1.5重量％至2.5重量％的铟、
0.5重量％至1.5重量％的锡、
0.2重量％至0.4重量％的硅、
0.3重量％至0.7重量％的镓，以及
以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中组分的总量合计达100重量％；或者在另一个实施方案中，
12重量％至14重量％的银、
22重量％至28重量％的锌、
9重量％至11重量％的锰、
1.5重量％至2.5重量％的铟、
0.5重量％至1.5重量％的锡、
0.2重量％至0.4重量％的硅、
0.3重量％至0.7重量％的镓、
0.3重量％至0.7重量％的镍，以及
以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中所有组分的总量合计达100重量％。
不可避免的杂质的规格还适用于这些实施方案。
在一个具体的实施方案中，硬钎焊合金由12重量％至14重量％的银、22重量％至28重量％的锌、9重量％至11重量％的锰、1.5重量％至2.5重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的锡并且以及100重量％的铜和不可避免的杂质组成，其中组分的总量合计达100重量％；
或者在另一个实施方案中，
12重量％至14重量％的银、22重量％至28重量％的锌、9重量％至11重量％的锰、1.5重量％至2.5重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的锡、0.2重量％至0.4重量％的硅，并且以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中组分的总量总计达100重量％；
或者在另一个实施方案中，
12重量％至14重量％的银、22重量％至28重量％的锌、9重量％至11重量％的锰、1.5重量％至2.5重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的锡、0.2重量％至0.4重量％的硅、0.3重量％至0.7重量％的镓，并且以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中组分的总量总计达100重量％；
或者在另一个实施方案中，
12重量％至14重量％的银、22重量％至28重量％的锌、9重量％至11重量％的锰、1.5重量％至2.5重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的锡、0.2重量％至0.4重量％的硅、0.3重量％至0.7重量％的镓、0.3重量％至0.7重量％的镍，并且以及100重量％的铜和不可避免的杂质，其中组分的总量总计达100重量％；
合金的合适示例由49重量％的铜、13重量％的银、25重量％的锌、10重量％的锰、2重量％的铟和1重量％的锡，或者48.7重量％的铜、13重量％的银、25重量％的锌、10重量％锰、2重量％铟、1重量％的锡和0.3重量％的硅，或者48.2重量％的铜、13重量％的银、25重量％的锌、10重量％的锰、2重量％的铟、1重量％的锡、0.3重量％的硅和0.5重量％的镓，或者47.7重量％的铜、13重量％的银、25重量％的锌、10重量％的锰、2重量％的铟、1重量％的锡、0.3重量％的硅、0.5重量％的镓和0.5重量％的镍组成。
硬钎焊合金可通过机械合金化或液相合金化来获得。一种常见的方式是熔化。本发明的硬钎焊合金可以简单地通过共同熔化对应量的合金组分获得。还可以使用合金作为离析物，例如以补充由银、铜和锌与对应量的锰和铟或其合金组成的合金，并熔化该组合。
可以在惰性气体诸如氩气或氮气或空气中进行熔化。燃气炉、电炉和感应炉等是适合于此目的的装置。
熔化的合金可以被浇铸到模具中，进行雾化或造粒，以便获得粉末或颗粒。雾化粉末可以例如用于制造硬钎焊膏。这两种粉末和颗粒都可用于压制和挤出，如下文进一步所述。这样，粉末和颗粒还可用于生产冲压件、丝或杆。因此，熔化可以按照诸如铸锭、连续铸造、熔体纺丝、合金造粒或雾化的生产技术进行。铸块和坯料还可用于硬钎焊合金的挤出成型或挤出，并且这些可以因此被制成丝或带的形状。合金可以作为固体焊料进行生产和使用，并且因此例如呈杆、丝、丝卷、薄片、薄板或由金属箔片或薄板制成的冲压部件的形式。使用的此类箔片或薄板的有利厚度为0.1mm至0.5mm；一般来讲，丝以及杆通常具有介于0.5mm至2.5mm之间的直径，具体地，1mm至2mm。
这些半成品的几何形状可以通过压制、锻造、拉丝、热轧或冷轧、拉直、切割、冲压或它们的组合按照客户需求进行调整。连续铸造是生产丝、带或杆的附加选项。此外，可以通过轧制金属薄板、制造成形制品(诸如环)或冲压冲压部件来获得所需形状的硬钎焊合金。焊料还可以尤其以杆、丝和丝环的形式提供有助焊剂，并且在此过程中可以被完全或部分地涂覆。
硬钎焊合金特别适用于硬钎焊作为接合配件的铜、黄铜、不锈钢和建筑用钢诸如s235。硬钎焊合金同样适用于用钢硬钎焊钢。其中，合适的钢在en10025-2和dinen10027-2标准中有所描述，并且包括例如1.6582、1.2003、1.2235、1.8159、s235或s355。
一般来讲，以可呈条、杆、带或丝形式的硬钎焊合金的膏、漆、粉末和涂料形式的已知助焊剂可用于本发明的硬钎焊合金。
还可以使用由硬钎焊合金和助焊剂制成的烧结形状。为此，粉末状焊料和助焊剂被混合、加压(例如，通过冷等静压制)，并经受热处理，例如烧结，以获得足够的强度。
合适的助焊剂是例如在标准dinen1045中描述的fh10和fh12。brazetechh280(fh10)、brazetechh285(fh12)、brazetech80(fh10)和brazetechhspecial(fh12)或brazetechcomet(fh10)非常适合此目的。
因此，本发明还涉及由本发明的硬钎焊合金中的一种与助焊剂组合而制成的成形制品。硬钎焊合金尤其可为丝、丝卷或杆的形状，并且可以由助焊剂涂覆。具体地讲，由本发明的硬钎焊合金制成的杆或丝可由选自fh10或fh12的助焊剂涂覆，如标准dinen1045中所述。
用本发明的硬钎焊合金进行硬钎焊可以按照以下通过硬钎焊接合金属部件的方法进行，其步骤为：
-提供母体材料；
-提供待连接到母体材料的部件；
-以适用于硬钎焊的方式将基体材料和部件彼此接触地进行布置；
-以适用于硬钎焊的方式将根据本发明的硬钎焊合金或其与助焊剂的组合与基体材料、部件、或两者接触地进行布置；
-在足以进行硬钎焊的温度下对由此获得的布置进行热处理，以获得接合部件；
-冷却接合部件。
如上所述，基体材料和部件具体地可以选自铜、黄铜、结构钢或不锈钢。部件和基体材料可由相同或不同的材料制成。
本申请还涉及根据该方法获得的接合部件。
部件和基体材料二者都可以具有各种组成、形状和尺寸，并且在每个情况下这些参数可相同或不同。
还可以将多个部件接合到基体材料上，使得多个部件(例如，多个钢部件)可与单个基体材料(例如，铜或黄铜材料)接合，反之亦然。
它们被布置成彼此接触，使得它们可以通过硬钎焊接合。根据本发明的硬钎焊合金(任选地与助焊剂组合)然后被布置在部件、基体材料或两者上。这还可能发生在部件和基体材料彼此之间的布置之前，例如，通过涂覆含有根据本发明的硬钎焊合金的焊膏，然后进行布置，或者在热处理过程中通过连续供应，或者可以将硬钎焊合金作为模制部件(例如作为焊料环)进行施加。助焊剂可以在硬钎焊合金之前或同时施加。具有涂层或助焊剂芯的焊料杆是一种可以与焊料同时施加的助焊剂，但是还可以例如通过施加含有助焊剂的液体与助焊剂一起提供部件、基体材料或两者。
热处理可以通过焊炬硬焊或通过感应硬钎焊进行，但还可以在炉中(炉硬钎焊)或以其它方式进行。可使用惰性气体诸如氩气、氮气或氢气，或其混合物，或掺杂硅烷的大气，正如在空气或真空中硬钎焊一样。热处理的温度必须足以熔化焊料并使其流动并被润湿。硬钎焊过程还可以在附加的超声激发下进行，以便实现改善的接缝强度，防止出现气孔或助焊剂的夹杂物。然而，温度必须低于基体材料或部件的熔化温度。在热处理步骤之后，使接合部件冷却。
在这方面，在至少680°的范围内的硬钎焊温度是非常合适的-更好地至少为775℃，并且具体地，680℃至950℃，或775℃至790℃。对于这些合金，有利的是，从775℃到790℃的硬钎焊温度会产生良好的结果，特别是在银含量同时仅为12重量％至14重量％时。
硬钎焊方法由此产生，具有以下步骤：
-提供母体材料；
-提供待连接到母体材料的部件；
-以适用于硬钎焊的方式将基体材料和部件彼此接触地进行布置；
-以适用于硬钎焊的方式将根据本发明的硬钎焊合金或其与助焊剂的组合与基体材料、部件、或两者接触地进行布置；
-将由此获得的布置热处理至至少680℃的温度，以进行硬钎焊，从而获得接合部件；
-冷却接合部件。
实施例
通过在感应炉中的坩埚中熔化合适量的合金组分，并将它们浇注到石墨模具中来获得合金。这些样品用于评估合金。表中的组合物含有以重量百分数(重量％)表示的规格。
基于重复的冷轧评估冷加工性(表：k)。在没有中间退火的情况下进行多道冷轧，每道厚度减小1mm，直到样品发生撕裂。结果示于表中。
评级具有以下含义：
+可加工性好，o可加工性有限，-可加工性差。
根据dineniso17672中的标准化硬钎焊焊料ag125规定液相线温度。tl是实施例和比较例中给定组合物中所考虑的合金的液相线温度。所使用符号的含义：
≈根据dineniso17672，液相线温度最多高于或低于ag125硬钎焊合金的液相线温度15℃。
<根据dineniso17672，液相线温度比ag125硬钎焊合金的液相线温度低15℃以上。
>根据dineniso17672，液相线温度比ag125硬钎焊合金的液相线温度高15℃以上。