本发明涉及钎料
技术领域：
，特别是涉及一种药芯铜钎料及制备方法。
背景技术：
：近年来，钎料作为一类非常重要焊接材料，在电器电子、建筑装修材料、军工及制造业等行业中都是必不可少的、至关重要的连接材料，国内每年消耗大量的银基钎料。传统的银基钎料改性方式是添加镉金属，镉金属能够有效的降低钎料的熔点，并且很可观的提高银基钎料的钎焊流动性，特别是在制冷行业，几乎全部采用含镉钎料，然而由于镉金属对环境的污染极大，危害焊接操作者的健康，现在世界各国都已经禁止使用。不含镉的银基钎料的钎焊温度大多在1000℃以上，钎焊温度高使得钎料很难进行应用推广。铜基钎料不含镉、制作成本低、可钎焊的母材与银基钎料比较接近，但往往熔点较高，一般为了获得较低的钎焊温度向铜基钎料添加锡、磷等合金元素，钎料脆性很大，无法加工成焊丝，只能用快速凝固法制成箔状钎料或制成粉状钎料，铜基钎料中添加的磷元素与铁极易生成fe3p等脆性相，大大恶化了钎焊接头的力学性能，使其无法在钢和不锈钢等黑色金属的钎焊中使用，限制了它的使用范围。技术实现要素：本发明的第一目的在于提供一种药芯铜钎料，该发明通过硼粉降低钎焊温度，提高钎料铺展性能，改善药芯的去膜作用。为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种药芯铜钎料，包括钎剂药芯和包覆钎剂药芯的铜基钎料；所述钎剂药芯含有硼粉末。优选所述钎剂药芯按照质量分数包括以下物质：硼粉5％～9％；钎剂粉余量。本发明有效控制硼粉的用量，配合钎剂粉和其他物质显著提高去膜能力。进一步优选所述钎剂药芯按照质量分数包括以下物质：硼粉5％～9％；铝粉1％～3％；钎剂粉88％～94％。本发明药芯钎剂添加的铝粉为强还原剂，自身会与金属氧化物中的氧发生铝热反应去除氧化膜放出大量热量，钎焊温度降低，同时可加速钎料的快速流动提高钎料的铺展性，产物氧化铝提高钎缝硬度，耐磨性增强，还可以充当阻流剂防止钎料乱流。本发明中内部药芯组分安全，对钎焊操作人员及环境友好。优选所述钎剂粉包括硼砂和氟化钾，两种物质的质量比为56：5。通过优化不同药芯配方得到最佳配比，可以缓解钎焊接头应力。优选铝粉的粒度为200nm～500nm。本发明使用小颗粒的铝粉利于铝粉颗粒与氧化物膜的充分接触，铝粉与氧化膜的铝热反应充分，有效去除氧化膜，提高钎焊接头的强度。优选所述铜基钎料的质量份数为100份，其中：si3.6份～7.7份；mn2.3份～6.8份；cu余量。本发明在铜基钎料中添加少量锰元素时,钎料的液相线下降，钎料能够在较短的时间内发生熔化并润湿母材,并且钎料的熔点越低,钎焊加热的温度就越低,对母材性能的影响也就越小。锰元素的加入提高钎料在母材的润湿性能,钎焊时液态钎料与母材充分接触,减少了气孔、夹渣等缺陷的产生,降低了应力集中的发生,提高了钎焊接头的抗剪强度。进一步优选所述铜基钎料的质量份数为100份，其中，si5.4份；mn4.5份；cu余量。本发明铜基钎料中少量si元素可以抑制金属间化合物数量，改善组织，但含量不宜过多，否则会增加钎缝的脆性。随着钎料中锰含量的增加,钎料钎焊接头的抗剪强度显著提高,断后伸长率呈先上升后略下降的趋势；本发明通过优选铜基钎料的组分及用量提高钎料的塑韧性，大大提高铜钎料的可加工性能；当锰含量为4.5份时,钎焊接头的抗剪强度达到221mpa，钎焊接头的抗剪强度比锰含量为2.3份的铜基钎料提高了16.1％。优选钎剂药芯与铜基钎料的总质量份数为100份，钎剂药芯与铜基钎料的质量份数之比为15:85。本发明中钎剂与钎料之间合适的比例，一方面降低能耗及原料成本；另一方面焊后钎剂残留量少，钎料完全润湿，减少钎缝气孔。当比例不合适时，钎料润湿不充分，钎缝有气孔导致钎焊接头强度降低。优选所述硼粉的粒度为80目～100目。钎焊时本发明添加的硼粉会与空气中的氧气反应生成硼酐，而硼酐会与金属氧化膜反应生成硼酸盐，去除氧化膜的同时，生成的硼酐为钎剂的主成分，实现节约钎剂，反应过程中放出的热量会在钎剂的局小区域升温，促进钎料的润湿铺展性能；添加的铝粉为强还原剂，自身会与金属氧化物中的氧发生铝热反应放出大量的热量，既可加速钎料的快速流动，又提高钎料的铺展性，反应产物al2o3提高钎缝的硬度，降低钎缝磨损。本发明的第二个目的在于提供一种药芯铜钎料制备方法，该发明制得一种提升加工性能的铜钎料，通过硼粉促进钎料的润湿铺展性能。为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种药芯铜钎料制备方法，包括以下步骤：步骤一、熔炼铜基钎料铸锭；步骤二、将铸锭加工成宽度30mm～50mm，厚度0.3mm～0.7mm的带状铜基钎料；步骤三、将带状铜基钎料制成u型，将钎剂药芯放入u形钎料槽内后，u形槽合口；步骤四、将卷制好的钎料管通过轧制或拉拔的方法制成外径0.5mm～0.9mm的目标药芯铜钎料。通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明中硼粉与空气中的氧气反应生成硼酐，一部分硼酐与母材表面的金属氧化膜反应生成硼酸盐，去除氧化膜；生成的硼酸盐以渣的形式浮在钎缝表面，以机械保护的方式覆盖隔绝空气，避免钎料和母材在润湿过程中被氧气氧化，保护钎缝；其余的硼酐仍会发挥钎剂作用，进而降低钎剂的用量；2、反应过程中放出的热量会在钎剂的局小区域升温，促进钎料的润湿铺展性能；3、本发明内部药芯组分可以降低钎焊温度，具有更好的湿润及铺展能力，提高钎焊接头力学性能。从而实现本发明的上述目的。具体实施方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。实施例1本实施例公开一种药芯铜钎料，包括钎剂药芯和包覆在钎剂药芯外的铜基钎料，所述钎剂药芯含有硼粉末。钎剂药芯组分和用量详见表1所示。铜基钎料的组分和用量详见表2所示。钎剂粉末和铜基钎料的质量比见表2所示。本实施例中药芯铜钎料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、熔炼铜基钎料铸锭；步骤二、将铸锭加工成宽度30mm～50mm，厚度0.3mm～0.7mm的带状铜基钎料；步骤三、将带状铜基钎料制成u型，将带状铜基钎料制成u型，将钎剂药芯放入u形钎料槽内后，u形槽合口；步骤四、将卷制好的钎料管通过轧制或拉拔的方法制成外径0.5mm～0.9mm的目标药芯铜钎料。实施例2本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。实施例3本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。实施例4本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。实施例5本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。实施例6本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。实施例7本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2。针对实施例1至7制得的药芯铜钎料进行性能测试，具体的测试方法如下：断后伸长率：铜基钎料的断后伸长率试验参照国家标准gb/t228.1-2010中规定进行，铜基钎料断后伸长率试验在mtscmt104型立式万能试验机上进行,试验参数:加载速率为1mm·min-1。润湿铺展性能：根据gb/t11364－2008《钎料润湿性试验方法》,采用氧-乙炔火焰钎焊设备进行钎焊,试件为45钢,其规格为40mm×40mm×2mm.将5至6g的药芯铜钎料放在钢基板中央,采用火焰钎焊，钎焊温度控制在930℃左右，待铺展面积不在增加后停止加热。对铺展后的试样进行拍照,将照片导入到autocad中并求其铺展面积,每组试验验做3次,取其平均值。钎焊接头的剪切强度:按照gb/t11363-2008《钎焊接头强度试验方法》进行钎焊接头抗剪强度的测试,所用设备为岛津ag-i250kn型万能试验机,拉伸速度为2mm·min-1，钎焊母材为45钢,其规格均为60mm×25mm×25mm,采用火焰钎焊,钎焊温度为930℃,连接方式为搭接。钎焊接头的硬度:参照国家标准gb/t4340.1中的规定,对其进行维氏硬度测试,钎焊母材为45钢,其规格均为60mm×25mm×2.5mm,采用火焰钎焊,钎焊温度为930℃,连接方式为搭接。使用显微硬度计沿垂直于钎缝方向测定钎焊接头的硬度，所用仪器为华银hv-1000a型显微硬度计。实施例1至7制得药芯铜钎料的性能测试数据详见表3所示。表1实施例1至7药芯铜钎料中钎剂药芯的组分和用量(质量百分比)项目硼粉铝粉硼砂氟化钾实施例15/87.227.78实施例25.3/86.947.76实施例35.5185.847.66实施例46.01.285.207.60实施例56.41.884.287.52实施例66.822.1283.607.46实施例79380.797.21表2实施例1至7中铜基钎料的组成以及钎剂药芯与铜基钎料质量比表3实施例1至7制得药芯铜钎料的性能评价指标从表3的数据可知，实施例1和实施例2制得的药芯铜钎料其润湿铺展性能达到210mm2，断后伸长率可达16.2％，钎焊接头的抗剪强度为195mpa，钎焊接头的显微硬度可达543.6hv；对比实施例3至7，采用硼粉和铝粉共用配合钎剂粉与铜基钎料的选择制得的药芯铜钎料，上述性能均有显著提升，说明当硼粉和铝粉共用时，可进一步提升本发明制得药芯铜钎料的性能。当前第1页12