專利名稱：含銦和鈰的無鎘銀釬料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的含銦和鈰的無鎘銀釬料，屬于金屬材料類及冶金領域的釬焊材料。
背景技術：
目前使用的銀釬料BAg45CuZnCd、BAg45CuZn，其化學成分中含銀量為45％的釬料左右。由于銀屬于貴金屬材料，價格較為昂貴，因此，研究開發(fā)具有相當或相似性能、含銀量又較低的釬焊材料，具有重要的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實意義。本項發(fā)明的含銦和鈰的無鎘銀釬料，即是在這種技術背景下完成的。

發(fā)明內(nèi)容
本項發(fā)明的任務是提供一種能在釬焊過程中以及釬焊后的焊接部位完全沒有有毒元素鎘的、釬焊性能優(yōu)良、具有與傳統(tǒng)的含銀量為45％的釬料(BAg45CuZnCd、BAg45CuZn)相當?shù)木C合性能，含銀量又低于45％(約為40％左右)的釬焊材料。
本項發(fā)明主要解決了下述兩個關鍵技術問題1)研制開發(fā)出無鎘的、綜合性能與傳統(tǒng)的含銀量為45％的銀釬料相當或相似，可替代BAg45CuZnCd、BAg45CuZn的銀釬料，通過優(yōu)化“含銦和鈰的無鎘銀釬料”的化學成分，得到了對母材潤濕性、鋪展性優(yōu)良、釬縫力學性能(σb、τ)好的無鎘銀釬料；2)在無鎘銀釬料中加入適量的銦(In)和微量錫(Sn)以降低主成分合金(Ag-Cu-Zn合金)的熔點，同時改善無鎘銀釬料在紫銅、黃銅、碳鋼、不銹鋼以及鎳基合金上的潤濕性，同時加入稀土元素鈰(Ce)以細化新發(fā)明的無鎘銀釬料的晶粒，提高無鎘銀釬料的塑性和綜合力學性能。
解決上述問題的技術方案是，1)、使用市售的白銀、電解銅、鋅錠、錫錠、金屬銦、金屬鈰，按需要配比，采用常規(guī)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；2)、根據(jù)生產(chǎn)需要，可將錫錠、金屬銦、金屬鈰分別預先冶煉成合金，然后加入銀-銅-鋅合金中冶煉、澆鑄，再通過擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。
本發(fā)明的的含銦和鈰的無鎘銀釬料，其化學成分按質(zhì)量百分數(shù)配比是25.0％～32.0％的銅(Cu)，25.0％～35.0％的鋅(Zn)，0.5％～5.0％的銦(In)，0.01％～1.0％的錫(Sn)，0.002％～0.10％的鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。固相線溫度在660℃～685℃范圍、液相線溫度在715℃～735℃范圍；配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊材料為下列組合紫銅-黃銅、黃銅-碳鋼、不銹鋼-鎳基合金時，釬縫力學性能分別為σb＝175～335MPa，τ＝170～335MPa。
采用常規(guī)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；新發(fā)明的含鎵和鈰的無鎘銀釬料以含銀量為45％的釬料為參照物，配合配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊紫銅-黃銅、黃銅-碳鋼、不銹鋼-鎳基合金等材料組合時，對母材的潤濕性、鋪展性與之相當，釬縫力學性能與之相當(σb＝175～335MPa范圍，τ＝170～335MPa范圍)。新發(fā)明的含銦和鈰的無鎘銀釬料完全沒有有害元素鎘，有效地保護了操作者的身體安全，消除了對環(huán)境的污染。釬料的釬縫力學性能指標與BAg45CuZnCd、BAg45CuZn釬料相當，新發(fā)明的釬料已作為BAg45CuZnCd、BAg45CuZn釬料的替代品正在制冷部件生產(chǎn)行業(yè)推廣應用。
四、說明附圖
-無五具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”的質(zhì)量配方比，敘述本發(fā)明的具體實施方式
。
具體實施例方式
一按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為30.0％銅(Cu)，27.9％鋅(Zn)，1.0％錫(Sn)，1.2％銦(In)，0.02％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在675℃左右、液相線溫度在735℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
二
按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為25.0％銅(Cu)，32.0％鋅(Zn)，1.0％錫(Sn)，4.0％銦(In)，0.10％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在660℃左右、液相線溫度在715℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
三按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為32.0％銅(Cu)，29.0％鋅(Zn)，0.05％錫(Sn)，0.5％銦(In)，0.002％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在685℃左右、液相線溫度在735℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
四按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為30.0％銅(Cu)，27.0％鋅(Zn)，0.02％錫(Sn)，2.0％銦(In)，0.005％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在680℃左右、液相線溫度在720℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
五按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為30.0％銅(Cu)，29.5％鋅(Zn)，0.02％錫(Sn)，2.0％銦(In)，0.02％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在675℃左右、液相線溫度在715℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
六按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為31.0％銅(Cu)，27.0％鋅(Zn)，0.08％錫(Sn)，1.8％銦(In)，0.025％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在675℃左右、液相線溫度在725℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
七按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為32.0％銅(Cu)，27.0％鋅(Zn)，0.5％錫(Sn)，1.5％銦(In)，0.035％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在685℃左右、液相線溫度在730℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
八按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為25.0％銅(Cu)，35.0％鋅(Zn)，0.5％錫(Sn)，1.5％銦(In)，0.035％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在680℃左右、液相線溫度在730℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
九按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為27.0％銅(Cu)，29.0％鋅(Zn)，0.7％錫(Sn)，4.5％銦(In)，0.025％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在665℃左右、液相線溫度在715℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為26.5％銅(Cu)，28.5％鋅(Zn)，0.01％錫(Sn)，5.0％銦(In)，0.065％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在665℃左右、液相線溫度在720℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十一按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為28.0％銅(Cu)，29.0％鋅(Zn)，0.05％錫(Sn)，3.8％銦(In)，0.002％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在680℃左右、液相線溫度在725℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十二按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為26.0％銅(Cu)，30.0％鋅(Zn)，0.05％錫(Sn)，4.2％銦(In)，0.035％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在670℃左右、液相線溫度在720℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十三按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為26.5％銅(Cu)，32.5％鋅(Zn)，0.08％錫(Sn)，1.0％銦(In)，0.035％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在685℃左右、液相線溫度在730℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十四按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為29.5％銅(Cu)，29.8％鋅(Zn)，0.02％錫(Sn)，0.8％銦(In)，0.035％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在685℃左右、液相線溫度在735℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十五
按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為29.6％銅(Cu)，29.5％鋅(Zn)，0.01％錫(Sn)，1.2％銦(In)，0.002％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在680℃左右、液相線溫度在735℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十六按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為27.0％銅(Cu)，29.0％鋅(Zn)，0.9％錫(Sn)，3.2％銦(In)，0.10％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在680℃左右、液相線溫度在725℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
具體實施例方式
十七按質(zhì)量百分數(shù)配比，其成分為28.0％銅(Cu)，29.0％鋅(Zn)，0.02％錫(Sn)，2.8％銦(In)，0.005％鈰(Ce)，其余為銀(Ag)。
上述成分配比得到的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”固相線溫度在685℃左右、液相線溫度在725℃左右(考慮了實驗誤差)，配合FB102(QJ102)釬劑，釬焊母材為下列組合時的釬縫強度見括號內(nèi)數(shù)據(jù)紫銅-黃銅(σb＝200±25MPa，τ＝200±30MPa)、黃銅-碳鋼(σb＝300±25MPa，τ＝300±30MPa)、不銹鋼-鎳基合金(σb＝350±15MPa，τ＝260±10MPa)。
本發(fā)明的另一技術特點是，由于本發(fā)明的“含銦和鈰的無鎘銀釬料”對釬焊母材紫銅、黃銅、碳鋼、不銹鋼、鎳基合金分別都具有良好的潤濕性能，因此上述具體實施方式
一至具體實施方式
十七中的任何一種含銦和鈰的無鎘銀釬料，在釬焊紫銅-紫銅、紫銅-黃銅、黃銅-碳鋼、黃銅-不銹鋼、碳鋼-不銹鋼、碳鋼-鎳基合金、不銹鋼-鎳基合金、紫銅-鎳基合金、黃銅-鎳基合金等不同的組合材料(母材)時，對所釬焊的組合材料(母材)均具有良好的潤濕性，且釬焊接頭具有良好的綜合力學性能。
權利要求
1.一種含銦和鈰的無鎘銀釬料，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)配比是25.0％～32.0％的銅，25.0％～35.0％的鋅，0.5％～5.0％的銦，0.01％～1.0％的錫，0.002％～0.10％的鈰，其余為銀。
全文摘要
一種含銦和鈰的無鎘銀釬料，屬于焊接材料。此釬料的化學成分按質(zhì)量百分數(shù)配比是25.0％～32.0％的銅，25.0％～35.0％的鋅，0.5％～5.0％的銦，0.01％～1.0％的錫，0.002％～0.10％的鈰，其余為銀。采用常規(guī)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；本發(fā)明的含銦和鈰的無鎘銀釬料固相線溫度在660℃～685℃范圍、液相線溫度在715℃～735℃范圍。本發(fā)明的含銦和鈰的無鎘銀釬料完全沒有有害元素鎘，有效地保護了操作者的身體安全，消除了對環(huán)境的污染。釬料的釬縫力學性能指標與BAg45CuZnCd、BAg45CuZn釬料相當。
文檔編號B23K35/30GK1836823SQ200610039659
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權日2006年4月19日
發(fā)明者薛松柏, 顧文華, 顧立勇 申請人:南京航空航天大學