[發(fā)明專利]含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710068565.3
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101049656A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 白武;徐躍祥;申建堯;駱華明
• 申請（專利權）人: 駱華明
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/30
• 代理公司: 金華科源專利事務所有限公司
• 代理人: 黃飛

技術領域

本發(fā)明屬于焊接材料類，具體涉及一種含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料。

背景技術

目前，國內外在焊接過程中使用的焊接釬料一般為含鎘銀釬料BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd，其化學成分中均含有大量的“有毒元素”鎘(Cd)。由于含鎘釬料的毒性，國內外都開始禁止這種含鎘材料在家電材料中的應用。然而目前市場上還沒有一種合適的性能優(yōu)越的不含鎘的替代產品。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種在釬焊過程中以及釬焊后的焊接部位完全沒有有毒元素鎘的、釬焊性能優(yōu)良、可替代BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd的含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料，化學成分(質量百分數(shù))為25.0％～35.0％的銅(Cu)，20.0％～30.0％的鋅(Zn)，0.01％～1.0％的錫(Sn)，0.001％～5.0％的鎵(Ga)，0.001％～4.5％的銦(In)，0.002％～0.5％的硅(Si)，0.001％～0.10％的釹(Nd)，其余為銀(Ag)。

本發(fā)明采用市售的白銀、電解銅、鋅錠、錫錠、金屬鎵、金屬銦、硅粉、金屬釹，按需要配比，采用常規(guī)的中頻冶煉爐冶煉、澆鑄或采用水平連鑄方式得到鑄棒(鑄錠)，然后將鑄棒(鑄錠)通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材；本發(fā)明也可根據(jù)生產需要，將錫錠、金屬鎵、金屬銦、硅、金屬釹分別預先冶煉成合金，然后加入銀-銅-鋅合金中冶煉、澆鑄，再通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。

本發(fā)明的含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料固相線溫度在630℃～650℃范圍、液相線溫度在690℃～715℃范圍(考慮了實驗誤差)。配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊材料為下列組合：紫銅—黃銅、黃銅—碳鋼、不銹鋼—鎳基合金時，釬焊接頭的力學性能分別在σ_b＝190～380MPa范圍，τ＝190～320MPa范圍。

本發(fā)明主要解決了下述兩個關鍵技術問題：1)研制開發(fā)出無鎘的、可替代BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd的銀釬料，通過優(yōu)化“含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料”的化學成分，得到對母材潤濕性、鋪展性優(yōu)良、釬縫力學性能(σ_b、τ)好的無鎘銀釬料；2)在無鎘銀釬料中加入適量的錫(Sn)、鎵(Ga)、銦(In)以降低主成分合金(Ag-Cu-Zn合金)的熔點，同時加入適量的硅(Si)可以改善無鎘銀釬料在紫銅、黃銅、碳鋼、不銹鋼以及鎳基合金上的潤濕性；加入稀土元素釹(Nd)以細化無鎘銀釬料的晶粒，提高無鎘銀釬料的塑性和綜合力學性能。

本發(fā)明采用常規(guī)的中頻冶煉爐冶煉、澆鑄或采用水平連鑄方式得到鑄棒(鑄錠)，然后將鑄棒(鑄錠)通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材；本發(fā)明的含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料以BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd為參照物，配合FB102/QJ102釬劑，釬焊紫銅—黃銅、黃銅—碳鋼、不銹鋼—鎳基合金等材料組合時，對母材的潤濕性、鋪展性與之相當，釬縫力學性能與之相當(σ_b＝190～380MPa范圍，τ＝190～320MPa范圍)；本發(fā)明的含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料完全沒有有害元素鎘，有效地保護了操作者的身體安全，消除了對環(huán)境的污染；本發(fā)明釬料可作為BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd釬料的替代品在制冷部件生產行業(yè)推廣應用。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的“含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料”的質量配方比，敘述本發(fā)明的具體實施例。

實施例1

按質量百分數(shù)配比，其成分為：25.0％銅(Cu)，30.0％鋅(Zn)，1.0％錫(Sn)，5.0％鎵(Ga)，4.5％銦(In)，0.5％的硅(Si)，0.10％釹(Nd)，其余為銀(Ag)。

上述成分配比得到的“含鎵、銦、硅和稀土釹的無鎘銀釬料”固相線溫度在630℃左右、液相線溫度在690℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內數(shù)據(jù)：紫銅—黃銅(σ_b＝190±15MPa，τ＝190±10MPa)、黃銅—碳鋼(σ_b＝260±15MPa，τ＝200±10MPa)、不銹鋼—鎳基合金(σ_b＝360±20MPa，τ＝310±20MPa)。

實施例2