本发明涉及钎焊技术领域，具体涉及一种中温无银铜基焊膏及其制备方法。
背景技术：
钎料是为实现两种材料(或零件)的结合，在其间隙内或间隙旁所加的填充物。钎料按熔点高低分为软钎料(熔点低于450℃的钎料)，硬钎料(熔点高于450℃的钎料)，高温钎料(熔点高于950℃的钎料)。钎料按组成分类，软钎料有锡基、铅基、锌基等钎料。硬钎料有铝基、银基、铜基、镍基等钎料。银基钎料的熔点适中，具有很好的韧性、强度、导热性和抗腐蚀性，在现代工业各个领域中获得了广泛的应用。近年来，随着科技的快速发展以及社会的日益进步，家电行业、汽车制造领域或航空航天领域对含银钎料的需求量日益增加，另外，钎料配方中有高含量的银，其钎焊接头的机械性能高，钎焊工艺性能好，因此含银钎料的用量也就越来越大。但是银属于昂贵金属，银的使用必然会大幅增加产品的成本。为了降低成本，开发不含银、代银钎料一直是国内外钎焊领域的研究重点。目前铜与铜合金、铜与不锈钢的钎焊中普遍使用丝状含高含量的银或镉的铜基合金钎料，然而，丝状含高含量的银或镉的铜基合金钎料加工工艺比较复杂，设备投资相对较大。此外，铜基钎料中含有害元素镉，会产生环境污染，而且对人体的危害很大。因此，本发明提供一种中温无银铜基焊膏及其制备方法，将钎料制成粉末状，再配入铜钎剂、粘结剂混合成一种均匀膏状焊料供用户用于钎焊铜与铜合金、铜与不锈钢器件。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种中温无银铜基焊膏及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种中温无银铜基焊膏，包括以下按重量比计的原料：
铜基钎料 80-90％
铜钎剂 0-20％
粘结剂 8-15％。
优选地，所述的铜基钎料包括以下组分：
P 4.0％-7.5％
Sn 1.0％-15.0％
Si 0.5％-2.0％
Sb 0.2％-1.0％
B 0.3％-0.8％
Ti 0.2％-1.0％
Zr 0.2％-0.8％
Ni 0-2.0％
余量为Cu。
上述铜基钎料由以下方法制备得到：
(1)配料：称取原料合金CuP、CuB、CuTi、CuZr和单质Sn、Si、Sb、Ni、Cu；
(2)熔炼：对步骤(1)中配制好的物料在中频感应炉中进行熔炼，先将Cu、Si、Ni、Sb加入到熔炼坩埚里，并用木炭覆盖物料，开启中频加热炉，待炉料完全熔化后加入CuP、CuB、CuTi、CuZr；
(3)精炼：待步骤(2)中物料完全融化后，用石墨棒搅拌溶液5分钟，控制中频功率使熔液温度保持稳定，随后静止5-8分钟，捞除表面浮渣，最后加入Sn，搅拌熔液5-10分钟使之均匀化；
(4)喷粉：使用气雾化制粉法对步骤(3)中制得的的合金熔液进行气雾化制粉；
(5)筛分：使用150-160目筛分机对步骤(4)中的粉末进行筛分，得到钎料粉末。
一种上述中温无银铜基焊膏的制备方法，包括以下步骤：将铜基钎料、铜钎剂、粘结剂分别投入搅拌器中，在油浴加热下，搅拌成均匀膏体。
优选地，所述铜钎剂为硼酸盐、氟硼酸盐、氟化物、硼酸、硼砂中的一种或多种。
优选地，所述脂肪烃类溶剂为邻苯二甲酸二丁脂、甲基丙烯酸甲酯；所述有机增粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；所述触变剂为辛基酚聚氧乙烯醚。
优选地，油浴加热的温度为50-80℃，搅拌速度为60-80r/min。
本发明的铜基钎料是以铜为基体，通过添加无毒、廉价的多种金属元素来改进钎料特性，使钎料具有优良的钎焊工艺特性。本发明将钎料制成粉末状，再配以铜钎剂、粘结剂制成膏状焊料供用户使用。
本发明制备的产品适用于铜及铜合金器件的钎焊。
本发明的有益效果：
(1)本发明的铜基焊膏制备工艺流程简单，设备投入少，使生产成本得到较大的降低；
(2)本发明的铜基焊膏不涉及有害元素镉，降低了毒害性，有利于保护工人的健康和防止环境污染。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
实施例1
一种中温无银铜基钎料，包括以下按重量百分比计的成分：
P 4.0％
Sn 1.0％
Si 0.5％
Sb 0.2％
B 0.3％
Ti 0.2％
Zr 0.2％
Ni 1.0％
余量为Cu。
制备方法：
(1)配料：称取原料合金CuP、CuB、CuTi、CuZr和单质Sn、Si、Sb、Ni、Cu；
(2)熔炼：对步骤(1)中配制好的物料在中频感应炉中进行熔炼，先将Cu、Si、Ni、Sb加入到熔炼坩埚里，并用木炭覆盖物料，开启中频加热炉，控制温度为900℃，待炉料完全熔化后加入CuP、CuB、CuTi、CuZr；
(3)精炼：待步骤(2)中物料完全融化后，用石墨棒搅拌溶液5分钟，控制中频功率使熔液温度为900℃，随后静止5分钟，捞除表面浮渣，最后加入Sn，搅拌熔液5分钟使之均匀化；
(4)喷粉：使用气雾化制粉法对步骤(3)中制得的的合金熔液进行气雾化制粉，先将预加热至600℃的漏包置于雾化塔顶上的雾化器上，再将金属熔液浇入漏包，同时开启气阀，开始雾化喷粉，空气压力1MPa，流量5m3/min，金属熔液温度900℃，雾化速率6Kg/min；
(5)筛分：使用150目筛分机对步骤(4)中的粉末进行筛分，得到钎料粉末。
实施例2
一种中温无银铜基钎料，包括以下按重量百分比计的成分：
P 7.5％
Sn 15.0％
Si 2.0％
Sb 1.0％
B 0.8％
Ti 1.0％
Zr 0.8％
Ni 2.0％
余量为Cu。
制备方法：与实施例1相同。
实施例3
一种中温无银铜基钎料，包括以下按重量百分比计的成分：
P 5.0％
Sn 2.0％
Si 0.8％
Sb 0.2％
B 0.3％
Ti 0.2％
Zr 0.2％
Ni 0.5％
余量为Cu。
制备方法：与实施例1相同。
实施例4、5和6是利用实施例3的铜基钎料制备焊接铜膏。
实施例4
一种中温无银铜基焊膏，包括以下按重量比计的原料：
铜基钎料 80％
铜钎剂 5％
粘结剂 15％。
上述中温无银铜基焊膏的制备方法，包括以下步骤：
按总重量100份计，将80份铜基钎料、5份铜钎剂、15份粘结剂分别投入搅拌器中，在油浴50℃加热下，搅拌成均匀膏体，搅拌速度为60r/min。
实施例5
一种中温无银铜基焊膏，包括以下按重量比计的原料：
铜基钎料 85％
铜钎剂 7％
粘结剂 8％。
上述中温无银铜基焊膏的制备方法，包括以下步骤：
按总重量100份计，将85份铜基钎料、7份铜钎剂、8份粘结剂分别投入搅拌器中，在油浴70℃加热下，搅拌成均匀膏体，搅拌速度为70r/min。
实施例6
一种中温无银铜基焊膏，包括以下按重量比计的原料：
铜基钎料 90％
铜钎剂 2％
粘结剂 8％。
上述中温无银铜基焊膏的制备方法，包括以下步骤：
按总重量100份计，将90份铜基钎料、2份铜钎剂、8份粘结剂分别投入搅拌器中，在油浴80℃加热下，搅拌成均匀膏体，搅拌速度为80r/min。