一种低熔点钎焊材料的制作方法

文档序号:14598640发布日期:2018-06-05 18:11阅读:471来源:国知局

本发明涉及一种钎焊材料,具体涉及一种低熔点钎焊材料,属于焊接材料技术领域。



背景技术:

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件。随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对灯饰、首饰、餐具、头饰等金属饰品或工艺品等的外观设计、表面质量和材料性能有了更高的要求。目前,对于金属饰品或工艺品钎焊常用的是镍基、银基和铅锡合金等材料。镍基钎料呈纯白色,银基钎料呈古铜色,颜色呈现较为单一,且这两种钎料还存在熔化温度高、使用不方便和生产成本高的特点。铅锡合金钎料虽然熔点低、流动性好,但是含有较高含量的铅和镉,对人类健康和环境卫生构成威胁,也进一步限制了它的使用范围。

考虑到焊接过程中尽可能的减少母材组织的影响,这就需要研发低熔点钎料,并在尽可能低的温度下进行焊接。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种低熔点钎焊材料,该钎焊材料的熔点低,且焊接牢靠,使用寿命长,可获得界面连接强度较高的金属键接,可有效提高钎焊强度。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一方面,本发明提供一种低熔点钎焊材料,包括以下重量份数的各组分:低熔点合金60~80份,银铜混合物20~25份,Mg6~9份,硅0.25~0.45份和铝0.1~0.3份。

进一步地,所述低熔点钎焊材料包括以下重量份数的各组分:低熔点合金65~75份,银铜混合物22~25份,Mg7~9份,硅0.25~0.35份和铝0.1~0.2份。

进一步地,所述低熔点钎焊材料包括以下重量份数的各组分:低熔点合金69.55份,银铜混合物23份,Mg7份,硅0.25份和铝0.2份。

进一步地,所述银铜混合物由25~35质量%的银和60~70质量%的铜组成。

进一步地,所述银铜混合物由28质量%的银和62质量%的铜组成。

进一步地,所述低熔点合金由20~30质量%的锡和70~80质量%的锌组成。

进一步地,所述低熔点合金由25质量%的锡和75质量%的锌组成。

另一方面,本发明还提供一种上述的低熔点钎焊材料的制备方法,包括以下步骤:

1)按适当的配比将低熔点合金中的各组分冶炼成低熔点合金,再按适当的配比称取各组分;

2)然后将称取的低熔点合金与银铜混合物混合后得到混合物料,再混合物物料冶炼,使所述混合物料完全熔融后,冷却;

3)再将Mg加入完全熔融后的混合物料中,并在氩气保护气氛下继续熔炼,待得到均匀液相时,再加入称取的硅和铝继续熔炼,待其充分熔融后,浇铸形成长铸锭,之后粉碎,即得。

进一步地,在步骤2)中,在坩埚中,于1120~1200℃下熔炼。

进一步地,于1150℃下熔炼。

进一步地,在步骤2)中,将所述混合物料完全熔融后,冷却至500~550℃,然后保温40~50min,在该条件下操作,可防治混合物料中的Zn损失。

进一步地,将所述混合物料完全熔融后,冷却至530℃,然后保温45min

本发明的有益效果在于:通过使用低熔点合金,以及银铜混合物,得到了熔点低润泽性好的钎焊材料;由于Mg的添加,能够进一步降低熔点,并且可增加钎料活性、改善界面反应均一性;并通过控制低熔点合金,以及银和铜的混合物的配比,以及和适量的其他物质结合,可获得界面连接强度较高的金属键接,有效提高钎焊强度,满足使用要求;此外,通过硅和铝的添加,使该钎焊材料色泽多样可调,可以根据被焊件的颜色调节钎料成分使二者颜色保持一致,增加了使用的便利性;并通过控制制备方法中的性能参数,使得制备的低熔点钎焊材料的性能更为优异。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

1)按25质量%锡和75质量%的锌配比称取锡和锌,再将其冶炼成低熔点合金,再称取以下重量份数的各组分:低熔点合金69.55份,银铜混合物23份,Mg7份,硅0.25份和铝0.2份,其中银铜混合物由28质量%的银和62质量%的铜组成;

2)然后将称取的低熔点合金与银铜混合物混合后得到混合物料,再混合物物料至于坩埚中,于1150℃下冶炼,使所述混合物料完全熔融后,冷却至53℃,然后保温45min;

3)再将Mg加入完全熔融后的混合物料中,并在氩气保护气氛下继续熔炼,待得到均匀液相时,再加入称取的硅和铝继续熔炼,待其充分熔融后,浇铸形成长铸锭,之后粉碎,即得。

将调制好的膏状钎焊材料抹在表面已经过镀铜的6061铝合金表面上,进行低温钎焊。

钎焊及结果:钎焊温度75℃,并对钎焊材料施加5MPa压力,经扩散处理96h后成功实现了6061铝合金的低温钎焊界面连接,界面连接剪切强度为22MPa,且焊机后的镀铜的6061铝合金表面色泽均一。

此外,通过润湿性评定试验与焊接试验均表明,该钎焊材料的浸润性良好。

实施例2

1)按20质量%锡和80质量%的锌配比称取锡和锌,再将其冶炼成低熔点合金,再称取以下重量份数的各组分:低熔点合金65份,银铜混合物25.55份,Mg9份,硅0.25份和铝0.2份,其中银铜混合物由28质量%的银和62质量%的铜组成;

2)然后将称取的低熔点合金与银铜混合物混合后得到混合物料,再混合物物料至于坩埚中,于1150℃下冶炼,使所述混合物料完全熔融后,冷却至53℃,然后保温45min;

3)再将Mg加入完全熔融后的混合物料中,并在氩气保护气氛下继续熔炼,待得到均匀液相时,再加入称取的硅和铝继续熔炼,待其充分熔融后,浇铸形成长铸锭,之后粉碎,即得。

将调制好的膏状钎焊材料抹在表面已经过镀铜的6061铝合金表面上,进行低温钎焊。

钎焊及结果:钎焊温度81℃,并对钎焊材料施加3MPa压力,经扩散处理72h后成功实现了6061铝合金的低温钎焊界面连接,界面连接剪切强度为23MPa,且焊机后的镀铜的6061铝合金表面色泽均一。

此外,通过润湿性评定试验与焊接试验均表明,该钎焊材料的浸润性良好。

实施例3

1)按30质量%锡和70质量%的锌配比称取锡和锌,再将其冶炼成低熔点合金,再称取以下重量份数的各组分:低熔点合金70份,银铜混合物22份,Mg7.55份,硅0.25份和铝0.2份,其中银铜混合物由28质量%的银和62质量%的铜组成;

2)然后将称取的低熔点合金与银铜混合物混合后得到混合物料,再混合物物料至于坩埚中,于1150℃下冶炼,使所述混合物料完全熔融后,冷却至53℃,然后保温45min;

3)再将Mg加入完全熔融后的混合物料中,并在氩气保护气氛下继续熔炼,待得到均匀液相时,再加入称取的硅和铝继续熔炼,待其充分熔融后,浇铸形成长铸锭,之后粉碎,即得。

将调制好的膏状钎焊材料抹在表面已经过镀铜的6061铝合金表面上,进行低温钎焊。

钎焊及结果:钎焊温度80℃,并对钎焊材料施加6MPa压力,经扩散处理85h后成功实现了6061铝合金的低温钎焊界面连接,界面连接剪切强度为24MPa,且焊机后的镀铜的6061铝合金表面色泽均一。

此外,通过润湿性评定试验与焊接试验均表明,该钎焊材料的浸润性良好。

实施例4

1)按30质量%锡和70质量%的锌配比称取锡和锌,再将其冶炼成低熔点合金,再称取以下重量份数的各组分:低熔点合金65.55份,银铜混合物25份,Mg9份,硅0.25份和铝0.2份,其中银铜混合物由28质量%的银和62质量%的铜组成;

2)然后将称取的低熔点合金与银铜混合物混合后得到混合物料,再混合物物料至于坩埚中,于1150℃下冶炼,使所述混合物料完全熔融后,冷却至53℃,然后保温45min;

3)再将Mg加入完全熔融后的混合物料中,并在氩气保护气氛下继续熔炼,待得到均匀液相时,再加入称取的硅和铝继续熔炼,待其充分熔融后,浇铸形成长铸锭,之后粉碎,即得。

将调制好的膏状钎焊材料抹在表面已经过镀铜的6061铝合金表面上,进行低温钎焊。

钎焊及结果:钎焊温度85℃,并对钎焊材料施加4MPa压力,经扩散处理90h后成功实现了6061铝合金的低温钎焊界面连接,界面连接剪切强度为23MPa,且焊机后的镀铜的6061铝合金表面色泽均一。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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