含鈹的低銀無鎘銀釬料制造技術

本發明專利技術屬于金屬材料類，具體是一種含鈹的低銀無鎘銀釬料，其特征在于，按質量百分數配比是：Ag12%～16%，Cu39%～41%，In1%～8%，Ga0.5%～4%，Be0.0001%～0.05%，余量為Zn，且In︰Ga=2︰1。本發明專利技術上述成分配比得到的含鈹的低銀無鎘銀釬料具有流動性好、潤濕性好，焊點強度高等特點，而且還具有與BAg20CuZnCd釬料“接近的熔化溫度范圍”，特別適用于家電行業、五金制品行業某些產品的釬焊，避免了因為釬焊溫度過高而引起的工件氧化、釬焊接頭強度下降等問題。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于金屬材料類，具體是一種含鈹的低銀無鎘銀釬料，其特征在于，按質量百分數配比是：Ag12%～16%，Cu39%～41%，In1%～8%，Ga0.5%～4%，Be0.0001%～0.05%，余量為Zn，且In︰Ga=2︰1。本專利技術上述成分配比得到的含鈹的低銀無鎘銀釬料具有流動性好、潤濕性好，焊點強度高等特點，而且還具有與BAg20CuZnCd釬料“接近的熔化溫度范圍”，特別適用于家電行業、五金制品行業某些產品的釬焊，避免了因為釬焊溫度過高而引起的工件氧化、釬焊接頭強度下降等問題。【專利說明】含鈹的低銀無鎘銀釬料
本專利技術屬于金屬材料類的釬焊材料
，具體涉及一種含鈹的低銀無鎘銀釬料。
技術介紹
在釬焊材料中，目前較普遍使用的BAg20CuZnCd釬料，由于其化學成分中含Cd元素，雖然在配合助焊劑(如FB102釬劑)時釬焊性能優良，但是滿足不了歐盟RoHS指令要求。其它銀釬料有多種不含鎘的配方，但是由于其銀含量偏高，無法滿足家電行業、五金制品行業市場競爭的需要，急需開發出銀含量在15%左右的銀釬料，以降低生產成本。 申請人:進行了文獻檢索，在已公開的中國專利文獻中雖然見諸有低銀無鎘銀釬料的技術信息，如中國專利CNlO1716702A公開的“多元合金無鎘低銀釬料”、中國專利CN101347871公開的“一種低銀釬料在電機轉子的端環與導條釬焊工藝中的應用”和中國專利CN102416530A公開的“無鎘低銀釬料及其制備方法”，等等。但是，這些文獻公開的低銀無鎘銀釬料其銀含量均在16.0%?40%范圍，更具體地講均不屬于“銀含量在15%左右、釬料熔點接近BAg20CuZnCd”的低銀無鎘銀釬料，因此，無法在“不改變現有生產工藝的條件下”替代BAg20CuZnCd釬料。為此，本 申請人:進行了大量的探索并且有益的試驗，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有良好的流動性和潤濕性、焊點強度適中、具有與BAg20CuZnCd釬料接近的熔化溫度范圍的含鈹的低銀無鎘銀釬料。本專利技術的任務是這樣來完成的:一種含鈹的低銀無鎘銀釬料，其特征是:成分按質量百分數配比為:12%?16%的Ag, 39% ?41% 的 Cu，1% ?8% 的 In，0.5% ?4% 的 Ga，0.0001% ?0.05% 的 Be，余量為 Zn。上述技術方案中，當In在1%?8%、Ga在0.5%?4%的范圍內且In: Ga=2: I的比例范圍時，具有最佳的流動性和潤濕性并有與BAg20CuZnCd釬料接近的熔化溫度范圍。上述成分配比得到的“含鈹的新型低銀無鎘銀釬料”其固相線溫度為655°C ±10°C，液相線溫度為745°C ±10°C (均考慮了測定誤差)。使用火焰釬焊方式，配合FB102釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內數據:紫銅一黃銅(Ob =210±25MPa，τ = 200±30MPa)、紫銅一鎳基合金(σ b = 210±25MPa，τ = 200±30MPa)、黃銅一鎳基合金(ob = 330±25MPa，τ = 325±30MPa)，與BAg20CuZnCd釬料配合助焊劑(如FB102釬劑)釬焊紫銅一黃銅、紫銅一鎳基合金、黃銅一鎳基合金時的釬焊接頭力學性能相當。本專利技術方案主要解決了下述兩個關鍵技術問題:1)研制開發出的含鈹的低銀無鎘銀釬料，釬焊時流動性好、潤濕性好，焊點強度高，而且還具有與BAg20CuZnCd釬料“接近的熔化溫度范圍”。通過優化“含鈹的新型低銀無鎘銀釬料”的化學成分，使銀釬料除可制備為普通帶材、絲材外，還可制備成直徑為1.2?1.5的細絲；2)通過在銀釬料中加入適量比例的銦和鎵元素，同時加入微量的鈹，使得銀釬料在紫銅、黃銅、以及鎳基合金上的具有很好的“潤濕性能”，較低的且接近BAg20CuZnCd釬料的熔化溫度范圍。本專利技術使用市售的白銀、電解銅、鋅錠、金屬銦、金屬鎵、鈹銅合金，按需要配比，采用常規的中頻冶煉爐冶煉、澆鑄，然后通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材；根據生產需要，可將金屬銦、金屬鎵分別預先冶煉成合金，然后加入冶煉爐中冶煉、澆鑄，再通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材；或通過多道軋制工序，制備成所需厚度、寬度的薄帶。與以往研究相比，本專利技術提供的技術方案的建樹之處在于:1、研究發現了在微量鈹元素的“協同作用”下，銀釬料中適量比例的合金元素銦與鎵對“低銀無鎘銀釬料”的影響規律一即銀釬料中銦與鎵元素含量(質量百分數，下同)分別控制在In為1%?8%、Ga為0.5%?4%的范圍內且In: Ga=2: I時，能使低銀無鎘銀釬料中Ag含量< 16%時，本專利技術的低銀無鎘銀釬料仍具有良好的“潤濕性能”。試驗發現，當In的加入量高于8%、Ga的加入量高于4%以后，釬料的熔點并不是“單調”下降，而且釬料加工性能變差，潤濕、鋪展性能也有變差的趨勢。但是In的加入量低于l%、Ga的加入量低于0.5%時，當In: Ga=2: I時，釬料仍然具有良好的潤濕、鋪展性能，但是釬料熔點顯著上升，液相線溫度達到780V以上。進一步的研究還發現，當控制In的加入量在1%?8%、Ga的加入量在0.5%?4%的范圍內，當In: Ga > 2: 1，如In: Ga=2.1: I時(如In的加入量在1.05%, Ga的加入量在0.5%時；In的加入量在8%、Ga的加入量在3.81%時，釬縫力學性能降低。研究中以銀釬料最為常用的釬焊對象紫銅一黃銅作為母材進行對比試驗，發現紫銅-黃銅釬焊接頭強度(％為對接接頭拉斷力，τ為搭接接頭拉斷力)Ob = 190±25MPa，τ = 180±30MPa(低于正常的紫銅一黃銅釬焊接頭拉斷力Ob = 210±25MPa，τ = 200±30MPa的范圍)，釬料熔點顯著上升，固相線溫度為685°C，液相線溫度達到780°C，明顯高于采用本專利技術的成分配比得到655°C (固相線溫度)至745°C (液相線溫度)范圍。當In: Ga < 2: 1，如 In: Ga=L 9:1 時，(如 In 的加入量在 0.95%，Ga 的加入量在0.5%時；In的加入量在7.6%、Ga的加入量在4%時，釬縫力學性能降低，只有σ b =195±25MPa，τ = 185±30MPa(低于正常的紫銅一黃銅釬焊接頭拉斷力σ b = 210±25MPa，τ = 200±30MPa的范圍)，釬料熔點顯著上升，固相線溫度為705°C，液相線溫度達到800°C，明顯高于采用本專利技術的成分配比得到的655°C (固相線溫度)至745°C (液相線溫度)范圍。因此，控制低銀無鎘銀釬料中銦與鎵元素含量即In在1%?8%、Ga在0.5%?4%的范圍內且In: Ga=2: I的比例范圍內，是本專利技術方案的關鍵點之一。2、研究發現了微量鈹元素對低銀無鎘銀釬料的潤濕性能、加工性能的影響規律。大量試驗結果表明，Be元素含量在低銀無鎘銀釬料中應該控制在0.0001%?0.05%的范圍為宜。在上述范圍內，當同時滿足In: Ga=2: I (In的加入量應在1%?8%、Ga的加入量應在0.5%?4%范圍)的條件時，低銀無鎘銀釬料其熔化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含鈹的低銀無鎘銀釬料，其特征在于，按質量百分數配比是：Ag12%～16%，Cu39%～41%，In1%～8%，Ga0.5%～4%，Be0.0001%～0.05%，余量為Zn，且In︰Ga=2︰1。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣俊懿，蔣汝智，
申請(專利權)人：金華市雙環釬焊材料有限公司，
類型：發明
國別省市：