一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由以下組分組成：1.0％～2.0％的Ag，4.5％～8.0％的P，0.01％～2.5％的Ni，4.0％～9.0％的Sn，0.01％～0.1％的Zr，0.0001％～0.0005％的Ti，余量為Cu。本發(fā)明在低銀釬料中加入適量的Zr和Ti，提高了低銀釬料的潤濕鋪展性能，另外Zr和Ti作為脫氧劑和晶粒細(xì)化劑，使釬料在具有良好的潤濕鋪展性能、優(yōu)良塑性與強度的同時，提高了低銀釬料在高頻感應(yīng)釬焊時的釬縫強度，使其釬縫強度從190±10MPa提高至230MPa以上，提高約15％，有利于延長四通閥的使用壽命。本發(fā)明的釬料固相線溫度為610±5℃，液相線溫度為660±5℃，釬料抗拉強度≥320MPa，釬縫抗拉強度≥230MPa，爐中釬焊溫度達(dá)到640℃時即已完全熔化并在釬焊部位鋪展良好，特別適用于四通閥高頻釬焊。
【專利說明】
一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料類的焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料。
【背景技術(shù)】
[0002]自RoHS指令正式生效以來，無鉛無鎘釬焊材料的研究和使用越來越多。RoHS指令允許“鉛黃銅”中含鉛量可以不超過4%，出于制造業(yè)降低成本的考慮，鉛黃銅的使用越來越多，各種銅合金制品基本都是采用鉛黃銅，因此，對釬料的潤濕性能提出了更高的要求。在四通閥的制造過程中，涉及到多個部件的多次釬焊。在四通閥“端蓋”的高頻釬焊時，由于內(nèi)部已經(jīng)安裝了塑料部件，如果釬焊溫度過高，極易損壞塑料部件，因此，需要將端蓋高頻釬焊用低銀釬料的熔化溫度進(jìn)一步降低，以保證四通閥內(nèi)部塑料部件的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種對鉛黃銅具有良好的潤濕鋪展性能、固-液相線溫度低、銀含量較低，釬縫具有優(yōu)良塑性、強度的專用于四通閥高頻釬焊的釬料。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:
[0005]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由以下組分組成:1.0%?2.0%的厶8，4.5%?8.0%的卩，0.01%?2.5%的附，4.0%?9.0%的511，0.01%?0.1%的Zr，0.0001 % ?0.0005 % 的Ti，余量為Cu。
[0006]本發(fā)明的釬料采用本技術(shù)領(lǐng)域中常規(guī)的制備方法制成，如按上述各成分配比，采用中頻冶煉爐冶煉，將鎳塊、錫錠、市售的銅箔包覆市售的Zr-Cu合金及T 1-Cu合金，加入液態(tài)Cu-Ag-P三元合金中，澆鑄或水平連鑄、擠壓、拉拔，即得到所需的釬料絲材;也可將鑄錠先擠壓成帶材，再經(jīng)粗乳、精乳，制備成帶材(薄帶)。
[0007]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在低銀釬料中加入適量Zr、Ti元素能夠影響低銀釬料的潤濕鋪展性能，低銀釬料中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01 %?0.1 %的Zr和0.0001 %?0.0005%的Ti時，低銀釬料具有最佳的潤濕鋪展性能。
[0008]發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，低銀釬料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0I %?2.5 %的Ni和4.0 %?9.0 %的Sn時，采用Zr和Ti元素作為脫氧劑和晶粒細(xì)化劑，除了能夠改善低銀釬料中的潤濕鋪展性能之外，還具有協(xié)同作用，同時提高釬料的塑性與強度，釬料在具有良好的潤濕鋪展性能、優(yōu)良塑性與強度的同時，其固相線溫度較G B / T 6 418 - 2 O O 8《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號的BCu91PAg釬料的固相線溫度降低約35°C(BCu91PAg釬料的固相線溫度為643°C，參見GB/T6418-2008《銅基釬料》表4)，液相線溫度降低約125°C(BCu91PAg釬料的液相線溫度為788°C，參見GB/T6418-2008《銅基釬料》表4)。
[0009]再一方面，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，加入0.0001%?0.0005%的Ti時，Ti與Zr產(chǎn)生優(yōu)良的協(xié)同作用還體現(xiàn)在提高了低銀釬料在高頻感應(yīng)釬焊時的釬縫強度，使其釬縫強度從190±10MPa提高至230MPa以上，提高約15%，有利于延長四通閥的使用壽命。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著效果:本發(fā)明的釬料具有良好的潤濕鋪展性能，固相線溫度為610 ±5 °C，液相線溫度為660 ±5 °C，釬料抗拉強度2 320MPa，釬縫抗拉強度2 230MPa，爐中釬焊溫度達(dá)到640°C時即已經(jīng)完全熔化并在釬焊部位鋪展良好，特別適用于四通閥高頻釬焊。
【附圖說明】
[0011]圖1為實施例1(a)、實施例3(b)與市售的含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在640°C溫度下在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖。
[0012]圖2為實施例1(a)、實施例3(b)與市售的含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在650°C溫度下在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖。
[0013]圖3為實施例1(a)、實施例3(b)與市售的含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在660°C溫度下在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖。
[0014]圖4為實施例1(a)、實施例3(b)與市售的含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在670°C溫度下在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明的一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:1.0%?2.0%的厶8，4.5%?8.0%的卩，0.01%?2.5%的附，4.0%?9.0%的511，0.01%?0.I % 的Zr，0.0001 % ?0.0005 % 的11，余量為Cu。
[0016]在本發(fā)明的具體實施例中，由于高頻感應(yīng)釬焊中釬焊部位的溫度無法準(zhǔn)確測量，而爐中釬焊時，爐溫可以準(zhǔn)確測量和控制，因此，選擇溫控精度達(dá)到± TC的馬弗爐進(jìn)行對比試驗，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的釬料在640°C?670°C的釬焊溫度下，比國標(biāo)型號BCu9IPAg釬料具有更加優(yōu)異的潤濕鋪展性能，結(jié)果參見圖1?圖4。其中，圖1為實施例1(a)、實施例3(b)和含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在640°C溫度下，總時間為6min，溫升時間為93s，最高溫度為641.3°C釬焊條件下，在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖；圖2為實施例1(a)、實施例3(b)和含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在650°C溫度下，總時間為6min，溫升時間為95s，最高溫度為651°C釬焊條件下，在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖；圖3為實施例1(a)、實施例3(b)和含銀2%的BCu9IPAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在660 °C溫度下，總時間為6min，溫升時間為93s，最高溫度為661°C釬焊條件下，在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖；圖4為實施例1(a)、實施例3(b)和含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)(c)在670°C溫度下，總時間為6min，溫升時間為80s，最高溫度為671°C釬焊條件下，在模擬試件上的熔化和鋪展結(jié)果圖。
[0017]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0018]實施例1
[0019]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:1.0%的Ag，8.0%的？，0.01%的附，9.0%的511，0.01%的21，0.0005%的11，余量為(:11。
[0020]由本實施例所得到的用于四通閥高頻釬焊的低銀釬料固相線溫度為610±5°C(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到321MPa，釬縫抗拉強度達(dá)到235MPa。在640°C?670°C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均能完全熔化，達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果，參見圖1?圖4中的a圖。
[0021]實施例2
[0022]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:2.0%的Ag，4.5%的？，2.5%的附，4.0%的511，0.1%的2廠0.0001%的11，余量為(:11。
[0023]由本實施例所得到的用于四通閥高頻釬焊的低銀釬料固相線溫度為610±5°C(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到325MPa，釬縫抗拉強度達(dá)到232MPa。在640 °C?670 °C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均能完全熔化，達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果。
[0024]實施例3
[0025]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:1.5%的Ag，6.0的？，1.0%的附，7.0%的511，0.05%的2廠0.0002%的11，余量為(:11。
[0026]由本實施例所得到的用于四通閥高頻釬焊的低銀釬料固相線溫度為610±5°C(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到325MPa，釬縫抗拉強度達(dá)到241MPa。在640°C?670°C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均能完全熔化，達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果，參見圖1?圖4中的b圖。
[0027]實施例4
[0028]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:1.8%的Ag，5.5%的卩，0.05%的附，6.5%的511，0.02%的2廠0.0003%?的11，余量為(:11。
[0029]由本實施例所得到的用于四通閥高頻釬焊的低銀釬料固相線溫度為610±5°C(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到322MPa，釬縫抗拉強度達(dá)到238MPa。在640°C?670°C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均能完全熔化，達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果。
[0030]實施例5
[0031]—種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，按質(zhì)量百分比由如下組分組成:1.6%的Ag，7.5% 的P，1.2% 的Ni，8.5% 的 Sn，0.06% 的 Zr，0.0004% 的 Ti，余量為 Cu。
[0032]由本實施例所得到的用于四通閥高頻釬焊的低銀釬料固相線溫度為610±5°C(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到323MPa，釬縫抗拉強度達(dá)到235MPa。在640°C?670°C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均能完全熔化，達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果。
[0033]對比例I
[0034]選用市售含銀2%的BCu91PAg釬料(GB/T6418-2008《銅基釬料》標(biāo)準(zhǔn)型號)，其P為6.8?7.2，Ag為1.8?2.2，余量為Cu，根據(jù)GB/T6418-2008標(biāo)準(zhǔn)表4給出的固相線溫度為6430C，液相線溫度為788 °C ο試驗測得其釬料抗拉強度為31OMPa，釬縫抗拉強度為198MPa，均低于本發(fā)明實施例1?實施例5的強度值。其在640 0C?670 °C的釬焊溫度下，無論采用爐中加熱方式還是高頻感應(yīng)釬焊方式，均未完全熔化，無法達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果，參見圖1?圖4中的c圖。
[0035]對比例2
[0036]選用與實施例1主要成分相同，但是不含Ti的釬料(即釬料成分為，1.0%的Ag，8.0%的？，0.01%的附，9.0%的311，0.01%的2廠余量為(:11)，測得其固相線溫度為610±51€(考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C(考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到326MPa，釬縫抗拉強度只有196MPa。雖然在640°C?670°C的釬焊溫度下，采用爐中加熱方式或高頻感應(yīng)釬焊方式，釬料能夠達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果，但是釬縫強度仍與對比例I相當(dāng)，低于實施例1?實施例5的強度值。
[0037]對比例3
[0038]選用與實施例1主要成分相同，但是不含Zr的釬料(即釬料成分為，1.0%的Ag，8.0%的？，0.01%的附，9.0%的311，0.0005%的11，余量為(:11。)，測得其固相線溫度為610±5°C (考慮了試驗誤差)，液相線溫度為660±5°C (考慮了試驗誤差)，釬料抗拉強度達(dá)到326MPa，釬縫抗拉強度只有192MPa。雖然在640°C?670°C的釬焊溫度下，采用爐中加熱方式或高頻感應(yīng)釬焊方式，釬料能夠達(dá)到潤濕良好、均勻鋪展的效果，但是釬縫強度仍與對比例I相當(dāng)，低于實施例1?實施例5的強度值。
[0039]比較上述實施例1?5與對比例I?對比例3的強度值，可以充分說明，在本發(fā)明中，Ti能與Zr產(chǎn)生優(yōu)良的協(xié)同作用，從而提高低銀釬料在高頻感應(yīng)釬焊時釬縫強度，使釬縫強度從190±10MPa提高至2 230MPa(提高約15%)，有利于延長四通閥的使用壽命。
【主權(quán)項】
1.一種專用于四通閥高頻釬焊的釬料，其特征在于，按質(zhì)量百分比由以下組分組成:.1.0%?2.0%的Ag，4.5%?8.0%的P，0.01%?2.5%的附，4.0%?9.0%的Sn，0.01%?.0.1 % 的Zr，0.0OOl % ?0.0005 % 的Ti，余量為Cu。
【文檔編號】B23K35/14GK105834613SQ201610340256
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】薛鵬, 周琦, 王克鴻, 張亮, 王儉辛, 龍偉民
【申請人】南京理工大學(xué)