本发明涉及一种银基钎料及其制备方法，属于焊接
技术领域：
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背景技术：
：电真空器件在军用雷达、通信、导航等领域中起着至关重要的作用。在民用方面，大功率脉冲磁控管、加速管、微波通讯放大器等器件的需求量也日益剧增。电真空器件由金属与非金属材料连接构成，钎焊是在母材熔化温度以下进行焊接且接头残余应力较小，可保证精密构件的结构与尺寸要求，因此被广泛应用于电真空器件封接。由于Ag72Cu28钎料熔点适中、润湿性能好、填缝能力强等优点，被广泛应用于电真空器件连接，如不锈钢、可伐合金、高温合金等，钎焊强度高，接头质量良好。然而，银属于贵金属，是国家控制的不可再生资源，为可持续发展应控制钎料中的含银量。随着我国电力、航天、航空、军事等领域的快速发展，对Ag72Cu28钎料的需求不断增多，我国稀缺资源面临巨大挑战。因此，开发出可用于电真空器件焊接的高品质、低成本、低含银量的钎料迫在眉睫。技术实现要素：本发明提供一种电真空器件用银基钎料及其制备方法，目的在于通过改善银基钎料成分，降低钎料的含银量以及生产成本，获得具有良好钎焊性能与加工性能的银基钎料。为达上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于电真空器件的封接钎料，其合金化学成分及重量百分比为：Cu：30～45，Ni：0.1～2.0，Ti：0～5.0，In：0～5.0，Ag：余量。如上所述的封接钎料，优选地，所述封接钎料中Ti的重量百分比为0.001～5.0。如上所述的封接钎料，优选地，所述封接钎料中In的重量百分比为0.001～5.0。如上所述的封接钎料，优选地，所述封接钎料为厚度范围0.01mm～1.00mm的带材或直径范围0.1mm～3.0mm的丝材。另一方面，本发明提供如上所述的封接钎料在封接电真空器件中的应用，所述封接钎料钎焊的材料为电真空器件中的陶瓷/陶瓷，陶瓷/金属或金属/金属。再一方面，本发明提供如上所述的封接钎料的制备方法，包括以下步骤：(1)以银、铜、钛、铟及CuNi10中间合金为原料，按照以下成分及重量百分含量配料；Cu：30～45，Ni：0.1～2.0，Ti：0.001～5.0，In：0.001～5.0，Ag：余量；(2)将称取的金属原料放置在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚内，加热至1100℃～1200℃进行真空熔炼，通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，获得所需形状与尺寸铸锭；(3)步骤(2)制备的铸锭经过粗轧、中间退火、多辊轧制以及连续光亮退火，获得厚度0.01mm～1.00mm的带材；或者，步骤(2)制备的铸锭经过粗拉、中间退火、精密拉拔以及在线退火，获得直径0.1mm～3.0mm的丝材。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(1)中银、铜、钛、铟的纯净度为99.99％。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(2)中熔炼真空度小于10-2Pa，坯料牵引速度为1mm/s～1.5mm/s。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(3)中多辊轧制的单道次加工率10～20％。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(3)中制备带材或丝材的中间退火温度均为550℃～600℃，退火时间2～4小时。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(3)中连续光亮退火温度为560℃～600℃，保护气氛为氮气。如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(3)中在线退火温度为560℃～600℃。本发明技术方案的有益效果：1、在钎料合金中添加适量的Ni可细化合金的显微组织，改善钎料的流动性与钎焊性，降低合金表面氧化渣的形成，提高钎料焊点的抗跌落性能。但Ni含量过高会造成钎料熔点增高，固液相线间隔过大，不利于形成良好的钎焊接头，因此优选Ni元素含量为0.1～2.0wt％。In可与Ag、Cu、Ni形成固溶体，作为抗氧化元素同时可以适当降低钎料的固、液相线温度，减小钎料熔化区间，提高钎料的流动性。添加Ti元素，可改善钎料对陶瓷的润湿性。2、本发明制备的银基钎料，成功应用于电真空器件中陶瓷/陶瓷，陶瓷/金属，金属/金属焊接。3、本发明制备的银基钎料，形态为箔材及丝材，表面质量良好，尺寸精度高，色泽光亮。4、本发明提供的制备方法加工成本低，生产效率高，便于产业化推广。附图说明图1为本发明制备银基合金钎料的工艺流程图。图2为实验例1中各钎料铺展实验照片。具体实施方式如图1所示，本发明制备银基钎料的工艺流程包括：原料配制，真空水平连铸，粗轧，中间退火，多辊轧制，连续光亮退火；或者真空水平连铸，粗拉，中间退火，精密拉拔，在线退火等步骤。具体操作步骤如下：A.按照化学成分及重量百分比为：Cu：30～45，Ni：0.1～2.0，Ti：0～5.0，In：0～5.0，Ag：余量配料，上述组分总量100％；B.将称取的Ag、Cu、Ni、In、CuNi10合金原料放置在真空水平连铸机中的Al2O3陶瓷坩埚内，加热至1100℃～1200℃，熔炼30～45分钟，通过结晶器冷却后通过拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1mm/s～1.5mm/s，得到所需形状与尺寸铸锭；C.所需钎料形态为带材时，将步骤B制得的铸锭经过粗轧后，在550℃～600℃进行中间退火，退火时间2～4小时。退火后锭坯进行多辊轧制，单道次加工率10％～20％，之后在560℃～600℃进行连续光亮退火，获得厚度0.01mm～1.00mm的带材。所需钎料形态为丝材时，将步骤B制得的铸锭经过粗拉后，在550℃～600℃进行中间退火，退火时间2～4小时。退火后锭坯进行精密拉拔，单道次加工率10％～20％，之后在560℃～600℃进行在线退火，获得直径0.1mm～3.0mm的丝材。对比例1电真空器件用银基钎料带材称取纯度为99.99％的银27000克、铜3000克及20000克CuNi10中间合金配料，在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚中熔炼，熔炼温度1200℃，熔炼时间45分钟，真空度小于10-2Pa。通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1mm/s，获得宽度200mm，厚度10mm，长度2000mm的铸锭。铸锭粗轧后进行中间退火，中间退火温度为580℃，退火时间2小时。退火后，板带经多辊轧制以及连续光亮退火处理，轧制单道次加工率15％，连续光亮退火温度为560℃，保护气氛为氮气。获得厚度0.05mm的银基钎料带材。其化学成分及重量百分比为：Cu：42，Ni：4.0，Ag：余量。实施例1电真空器件用银基钎料带材(一)称取纯度为99.99％的银28500克、铜16500克及5000克CuNi10中间合金配料，在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚中熔炼，熔炼温度1150℃，熔炼时间45分钟，真空度小于10-2Pa。通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1mm/s，获得宽度200mm，厚度10mm，长度2000mm的铸锭。铸锭粗轧后进行中间退火，中间退火温度为560℃，退火时间2小时。退火后，板带经多辊轧制以及连续光亮退火处理，轧制单道次加工率15％，连续光亮退火温度为560℃，保护气氛为氮气。获得厚度0.05mm的银基钎料带材。其化学成分及重量百分比为：Cu：42，Ni：1.0，Ag：余量。实施例2电真空器件用银基钎料(二)称取纯度为99.99％的银28250克、铜16500克及5000克CuNi10中间合金、纯度为99.99％的钛250克配料，在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚中熔炼，熔炼温度1150℃，熔炼时间45分钟，真空度小于10-2Pa。通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1mm/s，获得宽度200mm，厚度10mm，长度2000mm的铸锭。铸锭粗轧后进行中间退火，中间退火温度为560℃，退火时间2小时。退火后，板带经多辊轧制以及连续光亮退火处理，轧制单道次加工率15％，连续光亮退火温度为560℃，保护气氛为氮气。获得厚度0.05mm的银基钎料带材。其化学成分及重量百分比为：Cu：42，Ni：1.0，Ti：0.5，Ag：余量。实施例3电真空器件用银基钎料(三)称取纯度为99.99％的银28000克、铜16500克及5000克CuNi10中间合金、纯度为99.99％的钛250克、纯度为99.99％的铟250克配料，在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚中熔炼，熔炼温度1150℃，熔炼时间45分钟，真空度小于10-2Pa。通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1mm/s，获得宽度200mm，厚度10mm，长度2000mm的铸锭。铸锭粗轧后进行中间退火，中间退火温度为550℃，退火时间2小时。退火后，板带经多辊轧制以及连续光亮退火处理，轧制单道次加工率15％，连续光亮退火温度为560℃，保护气氛为氮气。获得厚度0.05mm的银基钎料带材。其化学成分及重量百分比为：Cu：42，Ni：1.0，Ti：0.5，In：0.5，Ag：余量。实施例4电真空器件用银基钎料(四)称取纯度为99.99％的银28000克、铜16500克及5000克CuNi10中间合金、纯度为99.99％的钛250克、纯度为99.99％的铟250克配料，在真空水平连铸机的Al2O3陶瓷坩埚中熔炼，熔炼温度1150℃，熔炼时间45分钟，真空度小于10-2Pa。通过结晶器冷却及拉坯装置牵引，坯料牵引速度为1.5mm/s，获得直径Φ8mm，长度25mm的铸锭。铸锭粗拉后进行中间退火，中间退火温度为550℃，退火时间2小时。退火后线材经精密拉拔以及在线退火，拉拔单道次加工率15％，在线退火温度为560℃，获得直径0.1mm的丝材。其化学成分及重量百分比为：Cu：42，Ni：1.0，Ti：0.5，In：0.5，Ag：余量。实验例1一、分别对对比例1和实施例1-4制备的钎料进行熔点测试，取得试验数据见表1。表1钎料的熔点固相温度液相温度固-液间隔ΔT对比例787.1℃825.3℃38.2℃实施例1761.5℃793.0℃31.5℃实施例2762.0℃793.2℃31.2℃实施例3757.2℃776.9℃19.7℃实施例4756.8℃776.2℃19.4℃二、分别用对比例和实施例1-3制备的钎料于850℃在可伐合金上进行铺展试验，结果如图2所示，(a)对比例1钎料，(b)实施例1钎料，(c)实施例2钎料，(d)实施例3钎料。如图2-d所示，中间方形为钎料样品2，底板为可伐合金1，样品与底板间浸润部分为铺展区3，对比各实验样品可知实施例3制备的钎料铺展性能最佳。三、分别用对比例与实施例1-3制备的钎料对电真空器件用95Al2O3陶瓷/可伐合金进行封接，封接强度测试结果见表2。表2封接强度测试结果封接强度对比例91.5MPa实施例195.2MPa实施例2103.7MPa实施例3110.5MPa上述实施例中仅列举本发明银基钎料合金部分的实施例，在上述本发明的技术方案中：所述的合金组分Ag、Cu、Ni、Ti、In的含量在规定范围内可自由选择，此处不再逐一列举，故上述说明所包含的技术方案应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。当前第1页1 2 3