一种新型抗氧化四元合金钎料的制作方法

文档序号:16589104发布日期:2019-01-14 18:57阅读:161来源:国知局
本发明属于焊接领域,涉及一种含银量低的银基钎料,适用于电真空器件中陶瓷与金属的封接。
背景技术
:银基钎料各项性能优异(如力学性能、导电性能、耐腐蚀性能、接头气密性),被广泛用作真空封接钎料。ag72cu28合金具有共晶合金组织结构,共晶熔点为779℃,封接温度约830℃,对金属和陶瓷的润湿性和流动性好,容易加工成片、丝等形状,不含易挥发元素,满足电真空器件的要求。然而,ag72cu28钎料的含银量高达72%,存在以下问题:一是银元素属于贵金属元素,价格较高,高银含量的钎料大大增加了焊料的成本;二是银元素属于地壳稀有金属,过度的开采,导致资源的浪费。因此,在保证原有钎料的工艺性、加工性和封接温度不变的前提下,如何降低银基钎料中的银含量成为电真空行业亟待解决的问题。检索目前已公开的低银合金焊料专利,发现部分专利虽然银含量得以降低,钎料的力学性能和焊接温度基本等同于ag72cu28钎料的性能,但钎料的抗氧化性能始终难以保证,大大影响钎料的封接使用。技术实现要素:针对现有技术存在的上述问题,本申请提供了一种新型抗氧化四元合金钎料。本发明抗氧化低银合金钎料含银量低,封接温度与ag72cu28相当,钎料加工性好,钎料润湿性好,封接接头强度高,抗氧化性能好;可替代目前广泛使用的ag72cu28钎料,特别适用于电真空器件中陶瓷与金属的封接。本发明的技术方案如下:一种新型抗氧化四元合金钎料,所述钎料由如下重量百分数的元素组成:ge与si重量比ge:si≥2.5。一种所述新型抗氧化四元合金钎料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将纯度99.9%的ag、cu、ge、si按各元素成分比例混合;(2)放入真空感应熔炼炉中,炉内真空度达到4×10-1~4×10-2pa后开始加热,将炉温升高到1200~1300℃,保温30~50分钟;(3)待合金全部融化后,充入氮气,降温到约1000℃,然后将熔融金属倒入模具内,得到钎料合金铸锭;(4)对铸锭进行剥皮,去除氧化物,然后进行冷轧,轧到1~2mm厚;(5)在650℃温度下进行退火,然后冷轧到0.05~0.1mm厚的箔材。本发明有益的技术效果在于:1、本发明的银基合金钎料钎焊温度与ag72cu28相当,约830~850℃。2、本发明银基合金钎料中ge元素、si元素及两者重量比的控制,保证了钎料封接后抗拉强度同时,抗氧化性得到大大提升。3、本发明的银钎料含银量显著低于ag72cu28钎料。具体实施方式下面结合实施例,对本发明进行具体描述。各实施例均按照下列制备方法来制备:实施例1一种所述新型抗氧化四元合金钎料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将纯度99.9%的ag、cu、ge、si按各元素成分比例混合(各元素用量参见表1);(2)放入真空感应熔炼炉中,炉内真空度达到0.04pa后开始加热,将炉温升高到1200℃,保温30分钟;(3)待合金全部融化后,充入氮气,降温到约1000℃,然后将熔融金属倒入模具内,得到钎料合金铸锭;(4)对铸锭进行剥皮,去除氧化物,然后进行冷轧,轧到1mm厚;(5)在650℃温度下进行退火,然后冷轧到0.05mm厚的箔材。实施例2一种所述新型抗氧化四元合金钎料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将纯度99.9%的ag、cu、ge、si按各元素成分比例混合(各元素用量参见表1);(2)放入真空感应熔炼炉中,炉内真空度达到0.2pa后开始加热,将炉温升高到1250℃,保温40分钟;(3)待合金全部融化后,充入氮气,降温到约1000℃,然后将熔融金属倒入模具内,得到钎料合金铸锭;(4)对铸锭进行剥皮,去除氧化物,然后进行冷轧,轧到1.5mm厚;(5)在650℃温度下进行退火,然后冷轧到0.07mm厚的箔材。实施例3一种所述新型抗氧化四元合金钎料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将纯度99.9%的ag、cu、ge、si按各元素成分比例混合(各元素用量参见表1);(2)放入真空感应熔炼炉中,炉内真空度达到0.4pa后开始加热,将炉温升高到1300℃,保温50分钟;(3)待合金全部融化后,充入氮气,降温到约1000℃,然后将熔融金属倒入模具内,得到钎料合金铸锭;(4)对铸锭进行剥皮,去除氧化物,然后进行冷轧,轧到2mm厚;(5)在650℃温度下进行退火,然后冷轧到0.1mm厚的箔材。表1(单位:重量%)实施例agcugesi14552.220.8248501.50.535048.610.4对实施例1~3所得钎料与ag72cu28钎料进行性能测试,结果如表2所示。陶瓷与金属封接接头强度(用接头承载拉力表示)是指氧化铝陶瓷与可伐合金封接后的对接接头承载拉力,可伐管直径为14mm,厚度为0.5mm,磁控管对陶瓷与可伐封接接头的承载拉力要求不得低于3.5kn。表2钎焊温度(℃)陶瓷与金属封接接头强度(kn)实施例1830~8505.2实施例2830~8505.5实施例3830~8505.3ag72cu28830~8505.0实施例1~3得到的钎料与ag72cu28钎料进行抗氧化试验,4个样品分别放在加湿恒温箱内,温度设定250℃,湿度80%,氧气量30%,放置时间30天,表面氧化渣量越多,则抗氧化性越弱,结果如表3所示。表3样品氧化渣量(g)实施例10.62实施例20.55实施例30.60ag72cu280.65当前第1页12
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