一种高锡银焊条及其制备方法与流程

文档序号:12735916阅读:607来源:国知局

本发明涉及一种高锡银焊条,同时还涉及高锡银焊条的制备方法,属于银钎料及其加工技术领域。



背景技术:

银钎料是目前应用最为广泛的一类硬质钎料,特别是含镉银钎料,与无镉银钎料相比具有更低的固-液相线温度、良好的力学性能以及耐腐蚀性等,已广泛应用于航空航天、电子等领域。然而镉有毒、易挥发,在加工和使用过程中易对操作者健康产生危害,同时也易造成环境污染,在国外已被欧盟RoHS和WEEE明令禁止使用。

为寻找含Cd银钎料的替代钎料,国内外学者在无镉银钎料合金系选择方面做了深入而系统的研究,结果表明在BAgCuZn合金中单独添加Sn、Ni、Mn、Ga、In、P、稀土Ce或La等元素,或者复合添加两种及以上如Sn-In、Ga-In、Sn-Ga等元素,能够在不提高银含量的同时改善钎料的钎焊性能,有效替代含镉银钎料。其中Sn是应用较多的替代元素。国标GB/T 10046-2008中规定有若干含Sn银钎料,具体见下表1,Sn含量在1.5%~5.5%范围内变动。

表1 国标GB/T 10046-2008中银钎料标准

在含Sn银钎料使用过程中,为降低钎料熔化温度、提高其润湿性能,使之达到与含Cd银钎料相当的水平,需进一步提高钎料中Sn的含量。但是高锡银焊条的脆性较大,钎料加工性能不足,无法做成焊条形状,因此不能满足钎焊电器电子等工件的焊接要求。公布号CN103480988A的发明专利公开了一种高锡银焊条的制备方法,包括:1)将原料铜与锡按重量比20:80雾化成合金粉末备用;2)将铜在中频炉中熔化,温度达到1150~1200℃时加入银,充分熔合后用复合盐覆盖,然后将金属溶液温度降至850~1000℃,加入锌继续熔合;3)待锌充分熔合后,将金属溶液静止30~60min后浇注成铸锭,铸锭粗车去外皮后入电阻炉,450~600℃均匀化退火4~8h,然后挤压成3.5mm厚的板带;4)将上述板带在线退火后多道次小变比轧制成0.2mm厚的薄带;5)将上述薄带与第一步雾化的合金粉末通过药芯焊丝机组合成、拉拔、切断,得到直径1.0~2.5mm的成品焊条。但是,该方法制备的焊条由以下几点不足:1)有缝焊条易吸潮、氧化;2)焊条内部易出现断芯现象;3)外皮与内芯的熔化温度相差较大,易造成熔化不均匀。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种高锡银焊条。

同时,本发明再提供一种高锡银焊条的制备方法。

为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:

高锡银焊条,主要由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成,内芯采用低锡含量银钎料,钎料层的原料为高锡含量银钎料和粘结剂,低锡含量银钎料与高锡含量银钎料按照一定的比例配料,从整体上看焊条的化学成分符合国标GB/T 10046-2008中表2的要求。

以质量百分数计,低锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 20%~65%,Cu 20%~45%,Zn 10%~40%,Sn 0.5%~5.5%;高锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 20%~65%,Cu 20%~45%,Zn 10%~40%,Sn 6%~20%。一般情况下,高锡与低锡含量银钎料中Ag、Zn的质量百分数保持一致,Cu、Sn的质量百分数相应增减。当Sn含量较低时,Cu的含量相应升高;而Sn含量较高时,Cu的含量相应降低。

优选的,以质量百分数计,低锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 25%~60%,Cu 22%~40%,Zn 14%~33%,Sn 1%~2%;高锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 25%~60%,Cu 13%~27.5%,Zn 14%~33%,Sn 9.5%~19.5%。

所述高锡含量银钎料为粒径200~400目的粉料。

所述内芯的直径(即丝径)为1.0~3.0mm,钎料层的厚度为0.2~2mm。

所述低锡含量银钎料与高锡含量银钎料的质量比为1~4:3~1。

所述钎料层的原料组成为:以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=1%~7.5%:7%~30%:65%~90%。粘结剂乙基纤维素和丙酮用以将银钎料固着在内芯上形成包覆层。

高锡银焊条的制备方法,包括以下步骤:

1)将低锡含量银钎料制成丝状内芯;同时将高锡含量银钎料与粘结剂混合,得到焊膏;

2)在内芯表面涂覆焊膏,定径后干燥,即形成钎料层,再切断,得到高锡银焊条。

以质量百分数计,步骤1)中低锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 20%~65%,Cu 20%~45%,Zn 10%~40%,Sn 0.5%~5.5%;高锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 20%~65%,Cu 20%~45%,Zn 10%~40%,Sn 6%~20%。

优选的,步骤1)中低锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 25%~60%,Cu 22%~40%,Zn 14%~33%,Sn 1%~2%;高锡含量银钎料的化学组成主要为:Ag 25%~60%,Cu 13%~27.5%,Zn 14%~33%,Sn 9.5%~19.5%。

所述高锡含量银钎料为粒径200~400目的粉料。

步骤1)中低锡含量银钎料与高锡含量银钎料的质量比为1~4:3~1。

步骤1)中焊膏的原料组成为:以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=1%~7.5%:7%~30%:65%~90%。乙基纤维素和丙酮为粘结剂组分,用以将银钎料固着在内芯上形成包覆层。

步骤1)中内芯的丝径为1.0~3.0mm;内芯在涂覆焊膏前需做校直处理。

步骤2)中涂覆焊膏的内芯通过定径模具定径。

步骤2)中形成的钎料层的厚度为0.2~2mm。

本发明的有益效果:

本发明中高锡银焊条主要由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成,内芯采用低锡含量的银钎料,能保证焊丝的加工性能,而钎料层采用高锡含量的银钎料,能从整体上提高焊条锡含量,降低钎焊温度,节约生产成本。

本发明中高锡银焊条的制备工艺简单、操作简便,能迅速将难加工钎料加工成所需尺寸。

具体实施方式

下述实施例仅对本发明作进一步详细说明,但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

直径2.5mm的BAg25Cu38Zn33Sn4焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径2.0mm的Ag25Cu40Zn33Sn2(密度8.73g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag25Cu27.5Zn33Sn14.5和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=2%:8%:90%,钎料层的厚度为0.5mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag25Cu40Zn33Sn2制成直径2.0mm的盘状焊丝;

将Ag25Cu27.5Zn33Sn14.5制成300目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度2.9g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径2.5mm的定径模具,烘干后切断,即得。

实施例2

直径3.0mm的Bag30Cu32Zn33Sn5焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径2.5mm的Ag30Cu36Zn33Sn1(密度8.6g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag30Cu21Zn33Sn16和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=2.4%:9.6%:88%,钎料层的厚度为0.5mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag30Cu36Zn33Sn1制成直径2.5mm的盘状焊丝;

将Ag30Cu21Zn33Sn16制成300目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度2.86g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径3.0mm的定径模具,烘干后切断,即得。

实施例3

直径2.5mm的BAg34Cu33Zn27Sn6焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径2.0mm的Ag34Cu38Zn27Sn1(密度8.76g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag34Cu19.5Zn27Sn19.5和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=2.4%:9.6%:88%,钎料层的厚度为0.5mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag34Cu38Zn27Sn1制成直径2.0mm的盘状焊丝;

将Ag34Cu19.5Zn27Sn19.5制成200目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度2.87g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径2.5mm的定径模具,烘干后切断,即得。

实施例4

直径2.0mm的BAg40Cu27Zn28Sn5焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径1.0mm的Ag40Cu31Zn28Sn1(密度8.82g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag40Cu22.5Zn28Sn9.5和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=2%:8%:90%,钎料层的厚度为1.0mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag40Cu31Zn28Sn1制成直径1.0mm的盘状焊丝;

将Ag40Cu22.5Zn28Sn9.5制成400目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度2.93g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径2.0mm的定径模具,烘干后切断,即得。

实施例5

直径2.0mm的BAg55Cu18Zn22Sn5焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径1.0mm的Ag55Cu22Zn22Sn1(密度9.15g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag55Cu13Zn22Sn10和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=2%:8%:90%,钎料层的厚度为1.0mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag55Cu22Zn22Sn1制成直径1.0mm的盘状焊丝;

将Ag55Cu13Zn22Sn10制成300目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度3.01g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径2.0mm的定径模具,烘干后切断,即得。

实施例6

直径2.5mm的BAg60Cu20Zn14Sn4焊条,由内芯和包覆在内芯表面的钎料层构成;内芯采用直径1.5mm的Ag60Cu25Zn14Sn1(密度9.43g/cm3),钎料层的原料为高锡含量银钎料Ag60Cu16.2Zn14Sn9.8和粘结剂(乙基纤维素和丙酮),以质量百分比计,乙基纤维素:丙酮:高锡含量银钎料=7%:28%:65%,钎料层的厚度为1mm。

上述焊条的制备步骤为:

1)按照常规工艺将Ag60Cu25Zn14Sn1制成直径1.5mm的盘状焊丝;

将Ag60Cu16.2Zn14Sn9.8制成300目的粉料,与粘结剂调成焊膏(密度3.08g/cm3)备用;

2)盘状焊丝校直后穿过镀膏槽涂覆焊膏,镀覆后穿过直径2.5mm的定径模具,烘干后切断,即得。

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