[發(fā)明專利]一種含鈀的少缺欠潔凈Sn-Zn釬料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410402195.2
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104191101A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃俊蘭;龍偉民;張青科;馬佳;裴夤崟;鐘素娟;于新泉;郭艷紅;周許升;張冠星
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋅鋁合金釬焊用的釬料，尤其是涉及一種含鈀的少缺欠潔凈Sn-Zn釬料，本發(fā)明還涉及該釬料的制備方法。

背景技術(shù)

鋅合金尤其是變形鋅合金具有優(yōu)良的綜合性能，在某些領(lǐng)域成為銅合金的理想替代品，在電子通訊、衛(wèi)浴、五金建筑、機電、服裝等集群產(chǎn)業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。許多行業(yè)如衛(wèi)浴、五金、家電等輕工行業(yè)已經(jīng)大量采用變形鋅合金制造結(jié)構(gòu)零部件，所以以鋅鋁合金替代銅質(zhì)結(jié)構(gòu)，勢必成為制造業(yè)的一個發(fā)展方向。

目前國內(nèi)外鋅合金釬焊一般使用低溫軟釬焊，所用釬料主要是無鉛釬料Sn-Ag，Sn-Cu，Sn-Bi、Sn-Zn，或者以它們?yōu)榛A(chǔ)的三元或多元系列合金。從熔點、毒性、資源和價格綜合來看，Sn-Zn系釬料應(yīng)是最佳選擇。但是，在Sn-Zn系無鉛釬料中，由于Zn的存在，導(dǎo)致該釬料熔點相對傳統(tǒng)Sn-Pb共晶釬料的熔點較高，釬焊溫度也較高，易引發(fā)母材中的Zn蒸發(fā)，惡化釬焊產(chǎn)品性能；另外，由于該釬料中的Zn極其容易氧化和腐蝕，導(dǎo)致其氧含量高、潔凈度低，用于鋅合金產(chǎn)品釬焊時普遍存在潤濕性差、抗腐蝕性能弱等缺點，最終導(dǎo)致釬焊產(chǎn)品易產(chǎn)生氣孔、夾雜、沙眼等缺欠，這些缺欠不能滿足鋅合金釬焊產(chǎn)品后續(xù)裝飾與功能性電鍍要求，嚴(yán)重制約了鋅代銅產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

針對Sn-Zn系無鉛釬料的上述不足，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作。如在Sn-Zn基礎(chǔ)上開發(fā)出了“Sn-Zn-Ga-Ce無鉛釬料”，如中國發(fā)明專利：公開號?CN101585120公布的一種錫鋅基無鉛釬料合金、公開號CN101058131?公布的一種Sn-Zn系無鉛釬料合金及其制備方法以及公開號CN1390672?公布的錫鋅基含稀土元素的無鉛釬料合金等多種“多元合金體系”的Sn-Zn釬料，它們與二元Sn-Zn合金釬料相比在某些性能上隨有所改善，但在綜合性能上還是不如傳統(tǒng)的Sn-Pb釬料，因此，Sn-Zn系釬料仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高潔凈度、強潤濕性、少釬縫缺欠、低熔點等特點的含鈀的少缺欠潔凈Sn-Zn釬料，本發(fā)明還提供了本釬料的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的含鈀的少缺欠潔凈Sn-Zn釬料中，各金屬元素的重量百分比組成為：Pd：0.05%～0.3%，Ga：0.1%～0.5%，In：6?%～10%，Ag：0.1?%～3.5%，Zn：7%～10%，余量為Sn。

本發(fā)明所述含鈀的少缺欠潔凈Sn-Zn釬料的制備方法包括下述步驟：

第一步，將鈀放入800℃的氫氣爐中吸氫2小時，取出冷卻后研磨成粉備用；

第二步，將金屬銀和部分錫按重量比Sn:Ag?=75:?25熔煉成銀錫中間合金；

第三步，將剩余的錫和第二步熔煉的銀錫中間合金入爐中熔化后，待爐中熔液溫度升至350~450℃后加入原料鋅，保溫10~20分鐘，得到Sn-Zn-Ag中間合金液；

第四步，將原料銦、鎵依次加入到第三步中的Sn-Zn-Ag中間合金液中熔化，待熔液溫度降至250~350℃時，保溫10~20分鐘，得到Sn-Zn-Ag-In-Ga中間合金液；

第五步，將第一步預(yù)處理過的鈀粉用鎢棒沾取加入到Sn-Zn-Ag-In-Ga中間合金液中，充分熔化后用氯化鋅與植物油的混合物覆蓋，保溫10~20分鐘后，澆注成鑄錠；

第六步，將第五步所得鑄錠一次擠壓成絲或帶，經(jīng)多道拉拔/軋制成絲狀/片狀后即可得到本發(fā)明要求的Sn-Zn釬料成品。

第五步氯化鋅與植物油的混合物中，氯化鋅與植物油的比例為30:70。所用的植物油可以是豆油、菜籽油、花生油等等。

本發(fā)明的優(yōu)點在于在釬焊領(lǐng)域現(xiàn)有的Sn-Zn合金系基礎(chǔ)上引入了微量元素Pd（鈀）、Ga（鎵）。由于1體積的Pd能吸收900?~?1200體積的氫氣，因此微量Pd以吸氫形式加入，可以起到強烈的脫氧作用，獲得高潔凈度的釬料，有助于減少釬焊氣孔、沙眼、夾雜等缺欠；同時Pd還能細(xì)化釬料晶粒，提高釬料強度和耐熱性能。Ga的熔點只有29.8℃，微量Ga的加入，既降低了釬料的熔點又顯著改善了釬料的高溫抗氧化性，同時微量的Ga還能降低釬料與母材之間的反應(yīng)激活能，顯著改善釬料的潤濕性；釬焊時可與鋅鋁合金母材互溶，增加擴散速度和深度，提高釬縫強度。金屬元素In可降低釬料熔點和減少液態(tài)釬料的表面張力，顯著改善了釬料的潤濕性；金屬元素Ag能提高釬料的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，有助于改善釬縫表面的光潔度。