一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法与流程

文档序号:36167840发布日期:2023-11-23 20:57阅读:202来源:国知局

本申请用于电真空,具体属于钎焊,具体而言,涉及一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法。


背景技术:

1、在电真空技术领域,由于不锈钢优秀的真空兼容性以及易于加工的特点,被广泛的应用在器件开发过程中。通常来说,不锈钢件会与其他金属件进行焊接连接,来同步实现功能性与真空气密性。银铜28焊料,是一种合金焊料,主要由银和铜两种金属成分组成,其中铜占28%,其余均为银,其钎焊温度在780℃左右。在该领域,由于其优秀的钎焊性能以及经济性,银铜28被广泛应用。

2、但是由于银铜28焊料在不锈钢表面的润湿性差,很难通过其直接将不锈钢与其他金属可靠的真空封接。为此,可以通过不锈钢表面镀镍的方式,改善银铜28焊料在不锈钢表面的润湿性,提高钎焊的可靠性。但是,镀镍会影响不锈钢的磁导率,同时也会影响其表面的粗糙度从而影响其功能,在这些应用场景下,需要采用复杂的局部镀镍工艺去实现上述的钎焊封接。另外,也可以通过采用钯银铜焊料,或者温度更高的无氧铜焊料,来实现钎焊封接。但是,上述的钯银铜焊料价格偏高,无氧铜焊料适用性有限。

3、因此,目前最大的问题在于如何通过经济实用的方法去实现上述场景下不锈钢的可靠钎焊。


技术实现思路

1、基于上述技术问题,本申请的目的在于提供一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法。

2、本申请所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,包含以下步骤:

3、(1)清洗不锈钢以及待钎焊金属或金属合金,干燥后降至室温;

4、(2)银铜28焊料经过清洗和酸洗后,干燥后降至室温;

5、(3)将步骤(1)中的不锈钢放入到真空炉中,进行900-1200℃高温处理,然后冷却到室温;

6、(4)将步骤(3)中的不锈钢、步骤(2)中的银铜28焊料以及步骤(1)中的待钎焊金属或金属合金,依次堆叠起来摆放在真空炉中,其上放置压块,进行钎焊。

7、步骤(1)中所述的待钎焊金属或金属合金是可以和银铜28焊料润湿焊接的金属材料;可以是铜、可伐合金、镍、钽、钼、钨、无氧铜、镍铜合金等金属或金属合金,但不仅仅限于明确提到的这种材料,凡是可以和银铜28焊料润湿焊接的金属材料都可以列入范围内。

8、步骤(1)中所述的清洗,目的在于去除表面油污,具体地是将不锈钢以及待钎焊金属或金属合金先后在碱性溶液、水、酒精中进行清洗;优选地,先放入到碱性溶液中清洗10-30分钟,然后放入到纯水中清洗10-30分钟,最后放入到酒精中清洗10-30分钟;更优选地,超声波振动清洗。

9、步骤(2)中所述的清洗和酸洗的目的在于去除表面的油污和氧化物。所述清洗是将银铜28焊料先后在碱性溶液、水、酒精中进行清洗;优选地,先放入到碱性溶液中清洗10-30分钟,然后放入到纯水中清洗10-30分钟,再放入到酒精中清洗10-30分钟;更优选地,超声波振动清洗。

10、其中,步骤(1)-(2)中的碱性溶液是稀碱溶液,可以是无机碱溶液,具体可为氢氧化钠溶液。碱溶液的浓度可为1-3wt%。步骤(1)-(2)中的酒精浓度可以为95-100%,优选为99%以上,最优选采用纯度达到99.9%的分析用无水乙醇。

11、步骤(2)中所述的酸洗是将银铜28焊料放入到稀无机酸中浸泡5-15秒后取出,然后放入纯水中冲淋,最后用氮气吹扫干表面剩余液体;优选在稀盐酸中浸泡;稀盐酸浓度可以为5-15%;优选浸泡10秒。

12、步骤(1)-(2)中的干燥,是指在烘箱中烘干,烘箱温度可为100-150℃。烘干后取出降至室温。

13、步骤(3)具体是:将步骤(1)中的不锈钢放入到真空炉中,进行900-1200℃高温处理,升温速率为3-5℃/分,保温3-20分钟,然后冷却到室温;优选地,进行950-1100℃高温处理,升温速率为3-5℃/分,保温5-10分钟,然后冷却到室温。

14、步骤(3)中所述的高温热处理可以去除表面氧化物及杂质,有效地改善不锈钢表面状态,使其与银铜28焊料的润湿性大大提高,形成易于钎焊润湿的表面。

15、步骤(3)-(4)之间,任选包含以下步骤(3-1):将步骤(3)中的不锈钢,放入到真空储藏柜或氮气储藏柜内备用。

16、步骤(4)钎焊温度为778-800℃,优选为778-782℃,更优选为780℃。

17、步骤(4)中压块的重量要视所钎焊的材料重量与体积而定,重量可以是待钎焊金属相当的重量。

18、所述银铜28焊料为片状,厚度为20-100微米,优选50微米。

19、所述的不锈钢、待钎焊金属或金属合金是片状或块状。

20、本申请还提供了一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于包含以下步骤:

21、(1)清洗不锈钢以及待钎焊的铜、可伐合金或镍,干燥后取出降至室温;

22、(2)银铜28焊料经过清洗和酸洗后,干燥后取出降至室温;

23、(3)将步骤(1)中的不锈钢放入到真空炉中,进行950-1100℃高温处理,升温速率为3-5℃/分,保温5-10分钟,然后冷却到室温;

24、(3-1)将步骤(3)中不锈钢,放入到真空储藏柜或氮气储藏柜内备用;

25、(4)将步骤(3-1)中的不锈钢、步骤(2)中的银铜28焊料以及步骤(1)中的待钎焊的铜、可伐合金或镍,依次堆叠起来摆放在真空炉中,其上放置压块,进行钎焊,钎焊温度为780℃。

26、前述对于步骤(1)-(4)的限定也适用于该方法。

27、本申请的优点在于:本申请所述利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,在780℃左右下利用银铜28焊料可以实现不锈钢与其他金属材料的可靠真空气密封接。对钎焊后样品进行真空检漏,在1e-10pa.m3/s的本底下喷氦时氦质谱仪无波动,表明其不漏。对钎焊后的样品进行剖面检查,在电镜下界面处连接紧密可靠。因此,本申请解决了不锈钢与银铜28不润湿的问题,极大地降低了工艺成本和实施难度,拓展了不锈钢的钎焊场景,此方法可以很好地应用于电真空技术领域。



技术特征:

1.一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(3)将步骤(1)中的不锈钢放入到真空炉中,进行900-1200℃高温处理,升温速率为3-5℃/分,保温3-20分钟,然后冷却到室温;优选地,进行950-1100℃高温处理,升温速率为3-5℃/分,保温5-10分钟,然后冷却到室温。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(4)钎焊温度为778-800℃,优选为780℃。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(3)-(4)之间,还包含以下步骤(3-1):将步骤(3)中的不锈钢,放入到真空储藏柜或氮气储藏柜内备用。

5.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(1)中所述的清洗是将不锈钢以及待钎焊金属或金属合金先后在碱性溶液、水、酒精中进行清洗;优选地,先放入到碱性溶液中清洗10-30分钟,然后放入到纯水中清洗10-30分钟,最后放入到酒精中清洗10-30分钟;更优选地,超声波振动清洗。

6.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(2)中所述的清洗是将银铜28焊料先后在碱性溶液、水、酒精中进行清洗;优选地,先放入到碱性溶液中清洗10-30分钟,然后放入到纯水中清洗10-30分钟,再放入到酒精中清洗10-30分钟;更优选地,超声波振动清洗。

7.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,步骤(2)中所述的酸洗是将银铜28焊料放入到稀无机酸中浸泡5-15秒后取出,然后放入纯水中冲淋,最后用氮气吹扫干表面剩余液体,优选在稀盐酸中浸泡10秒。

8.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,所述待钎焊金属或金属合金为铜、可伐合金、镍钽、钼、钨、无氧铜、镍铜合金。

9.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,所述银铜28焊料为片状,厚度为20-100微米;优选50微米。

10.根据权利要求1或2所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于,所述的不锈钢,待钎焊金属或金属合金是片状或块状。

11.根据权利要求1所述的一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,其特征在于包含以下步骤:


技术总结
本申请用于电真空技术领域,具体属于钎焊技术领域,涉及一种利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法。首先将不锈钢以及待钎焊金属进行清洗去除表面油污,随后将不锈钢放入真空炉烧高温处理去除表面氧化物及杂质,形成易于钎焊润湿的表面;同时对银铜28焊料进行清洗、酸洗,去除表面的油污和氧化物。然后将不锈钢、银铜28焊料以及待钎焊金属依次堆叠摆放在真空炉中进行钎焊,钎焊温度为780℃。本申请所述的利用银铜28焊料对不锈钢直接钎焊的方法,可以实现不锈钢与其他金属材料的可靠真空气密封接,解决了不锈钢与银铜28不润湿的问题,极大地降低了工艺成本和实施难度,拓展了不锈钢的钎焊场景,可以很好地应用于电真空技术领域。

技术研发人员:张超,王鹏,孙晓涛
受保护的技术使用者:俐玛精密测量技术(苏州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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