[發明專利]一種埋弧焊用高潤濕耐氧化無鉛焊料及其加工制備方法

有效

• 申請號: 201410653989.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104476006A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 姚正軍;姚一波;羅西希;林玉劃;周艷軍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40;B23K35/362
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明涉及一種焊接材料，具體涉及一種用于埋弧焊接領域的無鉛焊料。

背景技術

傳統的焊料為Pb-Sn焊料，此種焊料由于潤濕性好，焊接后的可靠性較高并且價格便宜，得到了廣泛的應用。但是，由于Pb元素具有毒性，由Pb焊料制造后的產品會對環境和人體造成極大的危害，不符合“綠色工業”與“可持續發展”的要求。因此世界各國都明確規定禁止使用Pb焊料，如歐盟于2003年發布的WEEE指令與ROHS指令。而我國也明確規定自2007年3月起禁止使用含Pb焊料。因此無鉛焊料的發展是勢在必行的。

目前應用較多的無鉛焊料有如下種類：Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu。但上述焊料在使用過程中都存在一些問題，如：Sn-Cu焊料價格便宜但潤濕性差；Sn-Ag焊料潤濕性雖優于Sn-Cu，但由于貴金屬Ag的存在，故成本太高；Sn-Zn焊料具有高的蠕變抗力和熱疲勞性能，但由于Zn活性太大，Sn-Zn焊料耐蝕性很差。專利號CN201410228913《一種無鉛焊料》中提出采用加入納米Ni顆粒來提高焊料的潤濕性的方法。但是由于Ni屬于鐵磁性物質，并且其在常溫下的磁化率可達10^-3數量級，對于焊料合金而言，容易產生電磁感應，會對焊料使用中的穩定性造成很大影響。

發明內容

針對上述提到的問題，本發明所要解決的問題就是開發一種用于埋弧焊接領域的無鉛焊料，該無鉛焊料同時具備潤濕性好但不產生電磁感應的、具有好的蠕變性能并且耐氧化等優點。本發明的目的是通過下列技術方案實現的：

一種埋弧焊用高潤濕耐氧化無鉛焊料，其特征在于它由下述重量百分比的組分組成：

Cu:0.2-0.8%，Ni-V合金顆粒：0.075-0.5%，納米ZrO₂顆粒：0.1-1.2%，余量為Sn。

所述Ni-V合金顆粒為Ni₃V顆粒、Ni₂V顆粒或NiV₃顆粒中的一種。

優選的，所述Ni-V合金顆粒為Ni₃V顆粒，由下述重量百分比的組分組成：Ni：77.3%，V：22.7%。

優選的，所述Ni-V合金顆粒為Ni₂V顆粒，由下述重量百分比的組分組成：Ni:69.5%，V：30.5%。

優選的，所述Ni-V合金顆粒為NiV₃顆粒，由下述重量百分比的組分組成：Ni：27.5%，V：72.5%。

所述Ni-V合金顆粒是由下述方法制得：

將上述質量百分數的Ni粉與V粒混合后進行真空電弧熔煉，完全熔煉后，取出。而后將熔煉后的Ni-V合金放入700℃至900℃的退火爐中進行為期5至9天的退火，取出退火后的Ni-V合金，利用納米球磨機進行球磨，設置轉速為1000?rpm?至2000rpm，球磨時間為5h至8h，即得所述Ni-V合金顆粒。

優選的，上述的退火爐的溫度為800℃。

優選的，利用納米球磨機進行球磨，設置轉速為1500rpm。

優選的，上述球磨時間為6h。

所述Ni-V合金顆粒粒徑為3μm至40μm。

所述納米ZrO₂顆粒粒徑為10?nm?至60nm。

作為優選，在上述無鉛焊料合金中，所述無鉛焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu：0.3-0.8%，Ni₃V：0.1-0.3%，納米ZrO₂:0.1-1.2%，余量為Sn。

作為優選，在上述無鉛焊料合金中，所述無鉛焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu:0.3-0.8%，Ni₂V:0.15-0.4%，納米ZrO₂:0.1-1.2%，余量為Sn。

作為優選，在上述無鉛焊料合金中，所述無鉛焊料合金含有以下成分的重量百分比：

Cu:0.3-0.8%，NiV₃:0.08-0.2%，納米ZrO₂:0.1-1.2%，余量為Sn。

本發明還提供了上述無鉛焊料的制備方法，其技術方案如下：