一种润湿先导的条状钎料及其制备方法与流程

文档序号:11910817阅读:314来源:国知局

本发明涉及钎焊用钎料,尤其是涉及一种润湿先导的条状钎料,本发明还涉及该条状钎料的制备方法。



背景技术:

液态金属均属粘性液体,其流动性能可用液态金属的粘度来衡量。液态金属粘度越大,则其流动性越差。而粘度与液态金属的过热度成反比。因此,当钎焊温度一定时,钎料的熔化温度越低,则液态钎料的过热度越大,从而引起液态钎料的粘度降低,流动性增强。钎料的熔化温升高时,过热度减小,粘度增大,流动性减弱。

银基钎料熔点适中、钎焊工艺性能优越,具有良好的连接强度、导电性和耐腐蚀性,在机械、家电、工具等行业得到了广泛的应用。银钎料的主要合金元素是Ag、Cu、Zn,为满足不同性能要求,通常还加入Sn、Cd等低熔点元素。含镉银基钎料与无镉银基钎料相比,具有更低的固-液相线温度、良好的钎焊工艺性能,在很长一段时间里得到了广泛应用,但镉是有毒元素,对人类具有巨大危害性。银基钎料中加入Sn元素,可以显著降低钎料熔点,改善其润湿性能,再加上锡元素无毒,已逐渐成为含镉银基钎料的替代钎料。而传统AgCuZnSn钎料,通过配料在AgCuZn合金钎料中加入Sn元素,然后采用熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序进行生产,加工的钎料主要有BAg25CuZnSn,BAg30CuZnSn,BAg40CuZnSn,BAg45CuZnSn,BAg56CuZnSn等,符合RoHs和WEEE指令要求。但上述方法生产的AgCuZnSn钎料中的Sn含量低,否则其塑性会显著降低,容易变脆,难以通过常规的加工方法成型。

铜基钎料主要合金元素是Cu,为满足不同的性能要求,通常还加入Zn、Sn、P等元素,熔点较高。在铜基钎料中加入Sn元素可显著降低钎料熔点,改善其润湿性能。与银基钎料一样,传统CuZnSn钎料,通过配料在CuZn合金钎料中加入Sn元素,然后采用熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序进行生产,这种方法生产的CuZnSn钎料中的Sn含量低,如HS221,锡含量只有1%,否则其塑性会降低,钎料难以成形。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种填缝性、成形性优异的润湿先导的条状钎料,本发明还提供该条状钎料的制备方法。

为实现上述目的,本发明可采取下述技术方案:

本发明所述的润湿先导的条状钎料,包括钎料合金内芯,在所述钎料合金内芯外依次包裹有锡层和药皮钎剂层,成型后的条状钎料的横截面呈圆形或多边形。

所述钎料合金内芯的直径为0.5~20mm,所述锡层的厚度为0.01~20mm,所述药皮钎剂层的厚度为0.001~10mm。其中钎料合金内芯直径的大小根据钎料填缝大小决定,锡层厚度根据钎料填缝性决定,药皮钎剂层的厚度根据工件表面去除氧化膜的难易程度决定。

本发明所用的钎料合金为银基钎料或铜基钎料。

本发明润湿先导的条状钎料的制备方法如下:

首先将钎料合金加工成直径符合要求的丝状,经去油、酸洗后,将丝状钎料合金放入镀锡机内进行热浸镀丝,然后经校直、切断制备成条状,再以压涂形式将钎剂涂覆到锡层表面,形成润湿先导的条状钎料成品。

本发明的优点在于:

相对于用传统熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序生产的银基或铜基含锡钎料,本发明的条状钎料锡含量高且能精确控制,钎焊过程中,采用低熔点锡的润湿先导机制,润湿性能及填缝性能大大提高,同时本钎料自带钎剂,钎焊过程中实现了钎剂的自动、精确、定量添加。本发明制备方法简单,能准确控制锡含量,钎焊时,外层的药皮钎料层首先熔化,随之低熔点锡迅速铺展开来,待高熔点钎料合金完全熔化既能完全填充低熔点锡铺展的区域,并与锡发生固溶结合;与传统钎料相比,该钎料润湿、填缝性能大大提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本发明所述的润湿先导的条状钎料,包括钎料合金内芯1,在钎料合金内芯2外依次包裹有锡层2和药皮钎剂层3,成型后的条状钎料的横截面呈圆形或多边形。本发明钎料合金内芯1的直径为0.5~20mm,锡层2的厚度为0.01~20mm,药皮钎剂层3的厚度为0.001~10mm。其中钎料合金内芯直径的大小可根据钎料填缝的大小决定,锡层厚度可根据钎料填缝性决定,药皮钎剂层的厚度可根据工件表面去除氧化膜的难易程度决定。

本发明的钎料合金内芯可以是银基钎料、铜基钎料中的一种,钎剂为通用钎剂。

本发明润湿先导的条状钎料的制备方法如下:

首先,钎料合金经熔炼、挤压、拉拔等工序制备成所需尺寸的丝状,制备过程中,钎料丝必须经过严格的去油、酸洗过程,保证热浸镀前钎料丝无油、无杂质、无氧化;然后将钎料丝放入镀锡机内进行热浸镀,镀锡过程中助镀剂为氯化锌,采用刮锡模来精确控制锡层厚度;然后将镀锡后的焊丝经校直、切断等工序制备成长500mm的直条状,再以压涂形式将钎剂涂覆到锡层表面,形成润湿性、填缝性、成形性优异且自带钎剂的润湿先导的条状钎料成品。

下面提过具体实施例来详细说明本发明钎料的制备方法和使用效果。

实施例1

钎料合金选用直径为2mm的BAg25CuZn丝,以热浸镀的方式在丝表面热浸镀锡,锡层厚度为0.01mm,然后采用压涂的方式在焊条表面涂覆FB102钎剂,FB102的粘接剂为有机物,钎剂层厚度为0.2mm。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》,基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央,采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料,钎剂加上基体钎料重量为200mg,置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热,待钎料熔化后保温40~50 s,室温自然冷却后清洗干净,经过计算,本发明制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.13倍。证明本发明制备的钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。

实施例2

钎料合金选用直径为2mm的BAg30CuZn丝,以热浸镀的方式在丝表面热浸镀锡,锡层厚度为0.02mm,然后采用压涂的方式在钎料表面涂覆FB102钎剂,FB102的粘接剂为有机物,钎剂层厚度为0.2mm。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》,基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央,采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料,钎剂加上基体钎料重量为200mg,置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热,待钎料熔化后保温40~50 s,室温自然冷却后清洗干净,经过计算制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.21倍。证明本发明制备的钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。

实施例3

钎料合金选用直径为2mm的BAg45CuZn丝,以热浸镀的方式在丝表面热浸镀锡,锡层厚度为0.01mm,然后采用压涂的方式在钎料表面涂覆FB102钎剂,FB102的粘接剂为有机物,钎剂层厚度为0.2mm。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》,基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央,采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料,钎剂加上基体钎料重量为200mg,置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热,待钎料熔化后保温40~50 s,室温自然冷却后清洗干净,经过计算制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.25倍。证明本发明制备的钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。

实施例4

钎料合金选用直径为2mm的BCu62Zn丝,以热浸镀的方式在丝表面热浸镀锡,锡层厚度为0.01mm,然后采用压涂的方式在钎料表面涂覆FB102钎剂,FB102的粘接剂为有机物,钎剂层厚度为0.2mm。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》,基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央,采用与制备钎料相同质量的YJ2钎剂覆盖基体钎料,钎剂加上基体钎料重量为200mg,置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热,待钎料熔化后保温40~50 s,室温自然冷却后清洗干净,经过计算,制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.12倍。证明本发明制备的钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。

实施例5

钎料合金选用直径为2mm的BCu60Zn丝,以热浸镀的方式在丝表面热浸镀锡,锡层厚度为0.01mm,然后采用压涂的方式在钎料表面涂覆FB102钎剂,FB102的粘接剂为有机物,钎剂层厚度为0.2mm。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》,基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央,采用与制备钎料相同质量的YJ2钎剂覆盖基体钎料,钎剂加上基体钎料重量为200mg,置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热,待钎料熔化后保温40~50 s,室温自然冷却后清洗干净,经过计算,制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.3倍。证明本发明制备的钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。

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