[發明專利]一種Sn?Zn?Ag?Ni合金無鉛釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310058881.8
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN104002058B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 張國清;李剛;杜旭明;趙偉
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 劉茵

技術領域

本發明涉及一種鋁及鋁合金的低溫釬料，具體涉及Sn-Zn-Ag-Ni合金釬料。

背景技術

純鋁及鋁合金在航天、航空、建筑、電器、汽車和船舶等領域有著廣泛的應用，純鋁及鋁合金的連接及其制備工藝在產品制造中起著非常重要的作用。鋁合金的連接方式多種多樣，低溫釬焊是十分重要的一種，特別是針對部分電子元件或器件，實施低溫釬焊既可以滿足連接要求，亦可充分保證器件性能。

低溫釬料是低溫釬焊時使用的一種金屬連接材料。為了獲得優質的釬焊接頭，通常低溫釬料應滿足如下要求：(1)能潤濕母材，并與其形成牢固的連接；(2)良好的流動性能，釬料借助毛細作用在接頭中鋪展，形成致密的釬縫；(3)成分均勻，熔化間隔小；(4)釬焊接頭強度性能好，耐腐蝕，并能滿足其他特殊性能的要求。

鋁-鋁低溫釬焊可選無鉛焊料有Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn等，其中Sn-Zn共晶釬料，熔化溫度198℃，具有釬焊工藝性好、色澤與母材一致、接頭牢固等優點，應用最為廣泛。但其缺點是接頭耐腐蝕性差，有資料顯示，Sn-Zn釬焊鋁的接頭在自來水中浸泡，室溫下3～4個星期即腐蝕斷開。在5％NaCl水浸泡，不到48小時即斷開。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明提供一種具有較強的耐腐蝕性和抗拉強度的Sn-Zn-Ag-Ni合金釬料。

為實現上述目的，本發明包括如下技術方案：

一種Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，該釬料由以下含量的成分組成：Zn8.0～10.0wt％、Ag0.5～1.5wt％、Ni0.5～1.2wt％，Sn余量。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料由以下含量的成分組成：Zn8.0wt％、Ag0.7wt％、Ni1.2wt％，Sn余量。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料由以下含量的成分組成：Zn8.5wt％、Ag0.8wt％、Ni1.1wt％，Sn余量。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料由以下含量的成分組成：Zn9.0wt％、Ag1.0wt％、Ni1.0wt％，Sn余量。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料由以下含量的成分組成：Zn9.5wt％、Ag1.1wt％、Ni0.8wt％，Sn余量

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料由以下含量的成分組成：Zn10.0wt％、Ag1.2wt％、Ni0.7wt％，Sn余量。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，優選地，所述釬料的形態為絲、箔或粉。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料在低溫釬焊純鋁、3A21鋁合金、6063鋁合金或6061鋁合金中的應用。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料的制備方法，該方法包括如下步驟：

A.按照所述釬料的成分配比稱取Zn、Ag、Ni和Sn金屬原料；

B.將Sn和Ni金屬原料擱置在石墨坩堝內，利用中頻感應爐，加熱至600℃熔煉，澆鑄制成SnNi中間合金；

C.利用中頻感應爐，將剩余的Sn、Zn、Ag金屬原料與SnNi中間合金在250℃至300℃進行熔鑄，制成棒狀或板狀的Sn-Zn-Ag-Ni合金鑄錠；

D.將熔鑄制得的合金棒狀鑄錠，經過擠壓機擠壓、軋機軋制或氣霧化制粉法制成焊絲、焊箔或焊粉。

如上所述的Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料的制備方法，優選地，所述步驟D是將熔鑄制得的合金棒狀鑄錠，經過擠壓機擠壓，制成直徑0.5～1.5mm焊絲；或將熔鑄制得的合金板狀鑄錠，經過軋機軋制，制成厚度0.05～0.15mm焊箔；或采用氣霧化制粉法，以氮氣作為霧化氣體，將制得的棒狀鑄錠置于壓力為0.5MPa～1.0MPa，溫度為250℃～280℃的條件下，氣霧化制成合金粉末，將該合金粉末，通過篩分，獲得粒度在25um～45um的合金焊粉。

一種Sn-Zn-Ag-Ni合金無鉛釬料，其是采用如上所述的方法制備的。

本發明的有益效果在于以下幾個方面：

1、本發明的Sn-Zn-Ag-Ni合金釬料適用于純鋁和3A21、2A50、6063及6061等多種鋁合金的低溫釬焊。

2、本發明的Sn-Zn-Ag-Ni合金釬料的熔化溫度適宜，為195℃～210℃，對純鋁及鋁合金釬焊溫度不高于250℃。