[發明專利]一種精密銅磷釬料的熱浸鍍裝置和方法

在審

• 申請號: 202210791764.1
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115198215A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 龍偉民;王博;婁銀斌;費文潘;郝慶樂;張雷;黃智恒;王水慶
• 申請（專利權）人: 中機智能裝備創新研究院（寧波）有限公司;浙江新銳焊接科技股份有限公司
• 主分類號: C23C2/00
• 分類號: C23C2/00;C23C2/02;C23C2/04;C22C9/00;C23C2/22
• 代理公司: 浙江中桓凱通專利代理有限公司 33376
• 代理人: 金明學

本發明提供了一種精密銅磷釬料的熱浸鍍裝置和方法。其中，熱浸鍍裝置，包括：反應釜，包括相互連通的第一空腔和第二空腔，第一空腔的體積大于第二空腔的體積；沉沒輥輪，設于第一空腔內部；刮料整形模，設于第二空腔內部；加熱裝置，用于加熱第一空腔內部的物料；牽引機構，給待鍍銅材提供動力驅動；氣保裝置，內設保護氣體；其中，第一空腔和第二空腔用于容納高磷釬料，沉沒輥輪的下緣位于高磷釬料的液面以下；牽引機構帶動待鍍銅材運動，使得待鍍銅材經過沉沒輥輪向刮料整形模運動，并且穿出刮料整形模運動至氣保裝置冷卻得到銅磷釬料。采用本發明提供的技術方案可以制備精密的銅磷釬料；解決了目前銅磷釬料難以軋制或拉拔的技術問題。

技術領域

本發明涉及釬焊技術領域，具體而言，涉及一種精密銅磷釬料的熱浸鍍裝置和方法。

背景技術

銅及銅合金是重要的有色金屬功能材料，具有優良的導電性、導熱性、耐腐蝕性和加工性能，被廣泛用于航空航天、家電、電子、通訊、儀器儀表等行業。但銅及其合金較高的熔化溫度極大地限制了其在釬焊領域的應用。經過研究發現，銅磷釬料具有熔化溫度低、流動性和潤濕性好、具有自釬性及成本低等優點，是在600～800℃釬焊溫度范圍內取代銀基釬料的理想釬料。

目前，銅磷釬料在熱塑性、釬料及釬焊接頭的合金化、釬焊接頭的耐腐蝕性等方面取得了一定的進展，且在制冷、電機、電氣、汽車等行業得到了大規模應用，然而隨著高新技術產業的快速進步，銅及銅合金材料朝著超高性能、高純度、高迭代方向發展，對相關產品的集成化、功能化、微型化、可靠性等提出了更高要求。

根據Cu-P合金相圖，當P含量為8.4％時，銅與磷形成低熔點共晶，熔點為714℃，但是P元素的添加會使得釬料中產生脆性相Cu₃P而塑性降低，同時隨著P元素含量的增加，脆性相增多，釬料的塑性急劇降低，當釬料中磷含量超過5％時，銅磷釬料的塑性明顯下降，不足以支撐高變形率的冷加工工藝，只能在熱態下擠壓或軋制，超過共晶成分的銅磷合金由于太脆而無實用價值。因此，常用銅磷釬料的磷含量在4.8-8.5％之間。

然而，由于銅及銅合金較優的導電性而被大量用于電力電機和高精儀器儀表等精密焊接場合，微型化和特殊化的釬焊接頭也對銅磷釬料的規格提出更高的要求，例如，在常規的熔煉、擠壓、軋制或拉拔工藝下，銅磷焊片厚度難以做到0.1mm以下，銅磷焊絲直徑難以做到0.5mm以下，特別是當釬料中磷含量提高到7.5％以上時，無法采用軋制工藝制得較薄(厚度在0.05-0.2mm之間)的銅磷釬料焊片。而厚度在0.05-0.2mm之間的銅磷釬料焊片恰恰又是電力、電機制造業中用量較大的釬料。所以制備一種直徑細小的銅磷釬料具有較大的市場潛力，推而廣之，制備適用于精細化焊接的微型釬料同樣具有很大的開發價值。

發明內容

本發明旨在解決上述問題至少其中之一，提供一種精密銅磷釬料的熱浸鍍裝置，包括：反應釜，包括相互連通的第一空腔和第二空腔，第一空腔的體積大于第二空腔的體積；沉沒輥輪，設于第一空腔內部；刮料整形模，設于第二空腔內部；加熱裝置，用于加熱第一空腔內部的物料；牽引機構，給待鍍銅材提供動力驅動；氣保裝置，內設保護氣體；其中，第一空腔和第二空腔用于容納高磷釬料，沉沒輥輪的下緣位于高磷釬料的液面以下；牽引機構帶動待鍍銅材運動，使得待鍍銅材經過沉沒輥輪向刮料整形模運動，并且穿出刮料整形模運動至氣保裝置冷卻得到銅磷釬料。

在本方案中，反應釜為分體式坩堝，第一空腔和第二空腔之間通過連通橋貫通；此時，第一空腔和第二空腔內部的高磷釬料熱量交換較為困難，第一空腔內部高磷釬料的熱量難以傳遞至第二空腔；因此可以實現高磷釬料在液態-半固態-固態的狀態之間變化。本發明提供的裝置雖然是針對精密銅磷釬料難以制備而提出，但是也可以用于制備其他的釬料合金。

進一步的，牽引機構包括第一傳送輪和第二傳送輪；第一傳送輪用于向反應釜輸送待鍍銅材；第二傳送輪用于收卷銅磷釬料。

在本方案中，牽引機構包括兩個傳送輪，一放一收配合使用，使得銅磷釬料在傳輸的過程中更加穩定，特別是在經過刮料整形模的時候，不容易晃動，從而使高磷釬料的鍍覆更加均勻。