[發明專利]一種無鉛銅基非晶釬焊料

在審

• 申請號: 201410652315.4
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104384750A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 劉桂芹
• 申請（專利權）人: 劉桂芹
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種釬焊料，尤其是涉及一種無鉛銅基非晶釬焊料。

背景技術

目前，公知的釬焊材料主要分為銀基、鎳基、銅基三種。銀基釬焊料由于含銀量高、熔點適中且穩定，具有優異的滲透性和流動性，焊接后有良好的強度、韌性，并且導熱和導電性能優異，因此在薄膜、溫控、電器裝置等接觸面小的工件焊接上得到了廣泛的應用；并且其釬焊后表面顏色淺，可適用于銀飾、眼鏡等行業的加工。鎳基釬焊料應用于高溫合金及不銹鋼零部件(如航空零部件、汽車及輪船零部件、炊具、醫療器械等)的焊接。而銅基釬焊料主要用于代替銀基釬焊料，應用于精密儀表、電路和元器件、觸頭、熱交換器等的焊接。由于多數導電部件都是由紫銅制備而成，而銅基釬焊料對紫銅有自釬作用，可以達到良好的釬焊性能。

現有銅基釬焊料，由于配方中P元素的存在，導致合金非常的脆，強度與韌性都不高，從而無法制帶，而造成了其應用的局限性。

發明內容

本發明為了解決目前銅基釬焊料的室溫成型問題、提高釬焊料的性能，改變了傳統釬焊配方和生產工藝，而提出一種無鉛銅基非晶釬焊料。

本發明是這樣實現的，一種無鉛銅基非晶釬焊料，其包含P元素、Bi元素、Sn元素、Zn元素、Ce元素、Cu元素，該無鉛銅基非晶釬焊料的總質量百分比為100％，其中，0.02％≤P≤0.06％、0.02％≤Bi≤0.06％、4.0％≤Sn≤6.8％、13.5％≤Zn≤14.3％、0.15％≤Ce≤0.22％、71％≤Cu≤83％，余量為雜質。

作為上述方案的進一步改進，該無鉛銅基非晶釬焊料還包括Ti元素、Zr元素、Hf元素中的至少一種IVB族元素。

優選地，該至少一種IVB族元素占0.02％～0.06％。

針對現有釬焊料P元素的危害，想徹底根除P元素是不可能的，因此，本發明特加入了Bi元素，Bi元素、P元素分別與其它元素構成(Sn-9Zn0.05Ce)xBi和(Sn-9Zn0.05Ce)xP，同時徹底擯除Cu元素，Cu元素是重金屬是可以徹底去除的，通過分析了無鉛銅基非晶釬焊料的顯微組織形貌，測試了無鉛銅基非晶釬焊料的抗拉強度、斷后伸長率以及維氏硬度，結果表明，添加Bi元素能顯著提高無鉛銅基非晶釬焊料的抗拉強度和硬度，添加Bi還能促使釬料析出針狀或顆粒狀富鋅相；另外加入微量的Ti、Zr、Hf這三種IVB族元素的一種或幾種組合，在不提高釬焊溫度的同時，提高了釬焊強度，保證了釬焊接頭的力學性能。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明的無鉛銅基非晶釬焊料包含P元素、Bi元素、Sn元素、Zn元素、Ce元素、Cu元素，該無鉛銅基非晶釬焊料的總質量百分比為100％，其中，0.02％≤P≤0.06％、0.02％≤Bi≤0.06％、4.0％≤Sn≤6.8％、13.5％≤Zn≤14.3％、0.15％≤Ce≤0.22％、71％≤Cu≤83％，余量為雜質。針對現有釬焊料P元素的危害，想徹底根除P元素是不可能的，因此，本發明特加入了Bi元素，Bi元素、P元素分別與其它元素構成(Sn-9Zn0.05Ce)xBi和(Sn-9Zn0.05Ce)xP，同時徹底擯除Cu元素，Cu元素是重金屬是可以徹底去除的，通過分析了無鉛銅基非晶釬焊料的顯微組織形貌，測試了無鉛銅基非晶釬焊料的抗拉強度、斷后伸長率以及維氏硬度，結果表明，添加Bi元素能顯著提高無鉛銅基非晶釬焊料的抗拉強度和硬度，添加Bi還能促使釬料析出針狀或顆粒狀富鋅相。

該無鉛銅基非晶釬焊料還可包括Ti元素、Zr元素、Hf元素中的至少一種IVB族元素。在不提高釬焊溫度的同時，提高了釬焊強度，保證了釬焊接頭的力學性能。

本發明的無鉛銅基非晶釬焊料由銅、硅、錫、鎳和稀土元素根據一定比例配比而成，所制釬焊料帶材具有較好的表面形成能力，表面光潔度優良，并且厚度非常的薄，一般在0.02-0.03mm。所需的原材料中以銅替代了銀，從而大大降低了成本。

在添加IVB族元素，并用特殊工藝冶煉成母合金后，在不提高釬焊溫度的同時，大大提高了釬焊強度，保證了釬焊接頭的力學性能。同時制備工藝簡單，可利用通用設備大量的生產。

本發明的無鉛銅基非晶釬焊料的制備方法的具體實施步驟如下。

1、備料：根據材料配方，按各種原料重量比備料。