一种含铟和锡的多元银钎料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含铟和锡的多元银钎料，其特征是由银、铜、锡、铟、锌和微量混合金属组成，所述各组分的重量百分比分别为：41-49重量百分比的银，21-29重量百分比的铜，1.5-5.5重量百分比的锡，0.3-3.0重量百分比的铟， 0.001-0.1重量百分比的微量混合金属，余量为锌，所述微量混合金属由镧、铈、镨、钕、锆、钇、硅中两种或两种以上组成。本发明还包括所述多元银钎料的制备方法，包括以下步骤：将银、铜、锡、铟、锌和微量混合金属依次加入熔炼，浇铸，锯剥，挤压，拉拔，成型，清洗。本发明含银量较低，不含镉元素，钎料熔化温度较低，钎焊工艺性能好。
【专利说明】一种含铟和锡的多元银钎料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含铟、锡等元素的新型多元银钎料及其制备方法，适用于铜与铜 合金、不锈钢等金属材料的钎焊，可广泛应用于制冷、机械、机电、电磁阀等的钎焊中，所述 多元银钎料属于一种中温钎焊材料。
【背景技术】
[0002] 在进行铜与不锈钢等黑色金属及其合金的钎焊时，考虑到钎料对钎焊母材的润湿 性及钎焊接头相关的力学性能，人们大都选用高银钎料。如常见的BAg56CuZnSn，广泛用于 钎焊铜与不锈钢部件的钎焊，具有较低的熔化温度，钎焊过程中的能耗低。但随着贵金属原 材料价格的不断上涨，造成使用高银钎料来钎焊的厂家面临巨大的成本压力，在激烈的市 场竞争下，大大削弱了使用BAg56CuZnSn等银钎料企业的竞争力。
[0003] 一些企业通过增加Cd的含量来降低银含量，Cd的加入，大幅度降低了钎料的熔 化温度，提升了钎焊性能，较好地降低了银含量，曾经一度被广泛试验，但Cd本身是有毒元 素，不利于操作者的健康且对环境存在污染，不符合欧盟RoHS指令，随着人们对环保的愈 加重视，逐渐被其他无害元素所取代。
[0004] 尽管如此，根据现有的研宄结果表明，单一元素的加入不足以与含镉银钎料相比， 如Ag-Cu-Zn-Sn钎料中Sn的加入可有效提高流动性、润湿性，降低固、液相线温度，减小熔 化区间，但其可加工性往往较差；Ag-Cu-Zn-In钎料中In的加入可以降低固、液相线温度， 减小熔化区间，提高流动性，但其本身在银、铜中的固溶度较小且价格较高；人们开始重点 开发多元合金体系的银钎料用于取代含镉银钎料的使用。
[0005] 因此，研宄开发出一种既符合欧盟RoHS指令要求，在钎焊材料中不含有害化学元 素Cd，又具有良好的钎焊工艺性能，熔化温度较低，性价比较高的新型多元银钎料来替代 BAg56CuZnSn等高银钎料，具有重要的经济价值及符合环境保护的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种含银量较低，不含 镉元素，钎料熔化温度较低，钎焊工艺性能好的多元银钎料及其制备方法。
[0007] 本发明解决上述问题所采用的技术方案包括：一种含铟和锡的多元银钎料，它由 Ag、Cu、Sn、In和Zn组成，所述各组分的重量百分比分别为：41-49wt. %的Ag，21-29wt. %的 Cu，1. 5-5. 5wt. % 的Sn，0? 3-3.Owt. % 的In，余量为Zn，并添加了 0? 001-0.lwt% 的微量混合 金属，所述微量混合金属由镧、铈、镨、钕、锆、钇、硅中两种或两种以上组成。
[0008] 本发明所述各组分的重量百分比分别为：43-47wt. %的Ag，23-27wt. %的Cu， 2. 0-5.Owt. % 的Sn，0? 5-2. 5wt. % 的In，余量为Zn，并添加了 0? 001-0. 03wt. % 的微量混合 金属，所述微量混合金属由镧、铈、镨、钕、锆、钇、硅中两种或种以上组成。
[0009] 本发明所述锡和铟的重量百分比合计值可以大于百分之五，例如5. 1-8. 5之间。 此时可进一步有效降低钎料的熔化温度，使钎焊时能耗进一步降低，同时在本发明中不影 响其加工性能。
[0010] 本发明所述各组分的重量百分比分别为：46wt. %的Ag，26wt. %的Cu，4. 2wt. %的 Sn，1.Owt. %的In,余量为Zn，0. 03wt. %的微量混合金属作为工艺添加量。
[0011] 本发明解决上述问题所采用的技术方案还包括：一种上述含铟和锡的多元银钎料 的制备方法，其特征是将上述配比的银、铜、锡、铟、锌和微量混合金属依次加入熔炼，然后 进行浇铸，锯剥，挤压，拉拔，成型，清洗制备而成。通过合理的熔炼顺序安排，减少锡、铟、锌 和微量混合金属的熔炼时间，防止其在熔炼过程中的氧化损耗。
[0012] 本发明所述银、铜、锡、铟、锌分别采用1#白银、1号标准铜、99. 99锡、99. 993铟、0# 萌锌，所得到的钎料熔化温度范围为620-700 °C。
[0013] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、含有的贵金属白银较少，比 BAg56CuZnSn银钎料降低白银含量百分比11个百分点，大大降低了生产成本，节约了贵金 属白银的用量；2、钎焊铜与不锈钢时具有优良的机械性能，经客户使用后反馈钎焊工艺性 能优良，质量稳定，工艺性能指标与BAg56CuZnSn银钎料相当；3、该钎料的塑性好，可加工 成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等；4、钎料钎焊不锈钢等工件，其接头抗拉 强度可达300MPa。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例银、铜、锌三元相图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明实施例含铟和锡的多元银钎料使用1#白银、1号标准铜、0#萌锌、 In99. 993、Sn99. 99和微量的混合金属，按上述配比，采用常规中频熔炼炉进行熔炼，浇铸， 锯剥，挤压，拉拔，成型，清洗等工艺制备而成；其中熔炼时的加入各组分的次序是按照Ag、 Cu、Sn、In、Zn依次加入熔炼，并加入微量混合金属，再通过浇铸、锯剥、挤压、拉拔、成型、清 洗等工艺制备而成。所得到的钎料熔化温度范围（参考值)为620-700°C，塑性好，可加工成 各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等钎料；配合FB102(QJ102)钎剂，在不锈钢 上钎焊润湿性好、流动性好，钎焊接头的抗拉强度可达300MPa以上；具有较高的耐温和机 械性能，可应用于电磁阀等行业的钎焊。
[0016] 本发明的含铟和锡的多元银钎料，配合FB102(QJ102)钎剂，在不锈钢等黑色金属 合金上钎焊，对母材的润湿性、铺展性与BAg56CuZnSn相当，钎焊接头抗拉强度可达300MPa 以上，与BAg56CuZnSn钎焊接头抗拉强度相当。本发明的不含有害元素Cd，有效地保护 了操作者的身体安全，不具有对环境的污染，钎料的熔化温度较低且钎焊力学性能指标与 BAg56CuZnSn相当。
[0017] 下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而 本发明并不局限于以下实施例。
[0018]各实施例中的具体参数参见表1-表4,表1为本发明实施例1至实施例6相关数 据表，表2为本发明实施例7至实施例12相关数据表，表3为本发明实施例13至实施例18 相关数据表，表4为本发明实施例19至实施例24相关数据表，各表具体如下。
[0019] 表1实施例1至实施例6相关数据表
【权利要求】
1. 一种含铟和锡的多元银钎料，其特征是由银、铜、锡、铟、锌和微量混合金属组成，所 述各组分的重量百分比分别为：41-49重量百分比的银，21-29重量百分比的铜，1. 5-5. 5重 量百分比的锡，0. 3-3. 0重量百分比的铟，0. 001-0. 1重量百分比的微量混合金属，余量为 锌，所述微量混合金属由镧、铈、镨、钕、锆、钇、硅中两种或两种以上组成。
2. 根据权利要求1所述的含铟和锡的多元银钎料，其特征是：所述各组分的重量百分 比分别为：43-47重量百分比的银，23-27重量百分比的铜，2-5重量百分比的锡，0. 5-2. 5重 量百分比的铟，0. 001-0. 03重量百分比的微量混合金属，余量为锌。
3. 根据权利要求2所述的含铟和锡的多元银钎料，其特征是：所述锡和铟的重量百分 比合计值在5. 1-8. 5之间。
4. 根据权利要求2所述的含铟和锡的多元银钎料，其特征是：所述各组分的重量百分 比分别为：46重量百分比的银，26重量百分比的铜，4. 2重量百分比的锡，1.0重量百分比的 铟，0. 03重量百分比的微量混合金属，余量为锌。
5. -种权利要求1-4所述含铟和锡的多元银钎料的制备方法，其特征是包括以下步 骤：将银、铜、锡、铟、锌和微量混合金属依次加入熔炼，浇铸，锯剥，挤压，拉拔，成型，清洗。
6. 根据权利要求5所述的含铟和锡的多元银钎料的制备方法，其特征是：所述银、铜、 锡、铟、锌分别采用1#白银、1号标准铜、99. 99锡、99. 993铟、0#萌锌，所得到的钎料熔化温 度范围为620-700°C。
【文档编号】B23K35/40GK104439753SQ201410638882
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】王晓蓉, 余丁坤, 黄世盛, 陈融, 方健 申请人:杭州华光焊接新材料股份有限公司