一种铝/铜钎焊用锡基钎料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103317252A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103317252103317252A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310215572.7(22)申请日2013.06.03(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号北科大科技处申请人珠海格力电器股份有限公司(72)发明人黄继华羊浩杨文静王奇李德华曹珍珍(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.B23K35/24(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种铝/铜钎焊用锡基钎料及其制备方法(57)摘要一种铝/铜钎焊用锡基钎料及其制备方法，钎料成分的质量百分比为：铜18~25%，铟4~7%，镍0.1~1%，稀土镧或铈0.01~0.1%，余量为锡。本发明中锡基钎料由单质Sn、Cu、In、Ni和中间合金Cu-La或Cu-Ce制成，制备步骤如下：1、原料计算及称量；2、Sn-Cu-In-Ni合金的熔炼；3、中间合金的添加；4、保温；5、冷却及取出钎料。本发明钎料是一种焊接工艺性能好，接头强度高，抗腐蚀性能好的锡基钎料，适用于铝/铜异种金属的炉中钎焊及真空钎焊。CN103317252ACN103725ACN103317252A权利要求书1/1页1.一种铝/铜钎焊用锡基钎料，其特征是由锡、铜、铟、镍、稀土镧或铈所组成，其成分的质量百分比为：铜18~25%，铟4~7%，镍0.1~1%，稀土镧或铈0.01~0.1%，余量为锡。2.根据权利1要求的一种铝/铜钎焊用锡基钎料，其特征按照重量百分计的成分为：铜20~22%，铟5~6%，镍0.3~0.6%，稀土镧或铈0.04~0.06%，余量为锡。3.根据权利要求1或2所述的一种铝/铜钎焊用锡基钎料的制备方法，其特征在于锡基钎料的制备步骤如下：（1）原料计算及称量：按钎料成分计算熔炼所需单质99.999%Sn、99.999%Cu、99.99%In、99.9%Ni和中间合金Cu-10La或Cu-10Ce的质量百分比，并按计算结果称取所需单质和中间合金待用；（2）Sn-Cu-In-Ni合金的熔炼：将步骤（1）中称量完毕的单质Sn、Cu、Ni、In放入陶瓷坩埚中，倒入熔融的覆盖剂至金属单质完全被覆盖,覆盖剂质量比为1:1的LiCl和KCl；将装有金属单质和覆盖剂的坩埚置入580℃~600℃的坩埚炉中加热，至金属单质完全熔化；（3）中间合金Cu-10La或Cu-10Ce的加入：将炉温升高至610℃~620℃，将步骤1中称量好的中间合金Cu-10La或Cu-10Ce加入坩埚内的金属液中，待中间合金熔入金属液后用石英棒进行搅拌，并保温10分钟；（4）钎料合金的保温：将炉温降至590℃~610℃，对坩埚内金属液保温20~40分钟，每隔10分钟用石英棒搅拌一次金属液；（5）钎料冷却及取出：金属液保温结束后，将坩埚从炉中取出，置于空气中冷却后，去除覆盖剂取出钎料待用。2CN103317252A说明书1/4页一种铝/铜钎焊用锡基钎料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种铝/铜钎焊用锡基钎料及其制备方法，属于铝/铜异种金属的钎焊材料领域。背景技术[0002]铝/铜异种金属钎焊存在两个主要问题：首先，铝/铜异种金属焊接过程中在铜母材一侧界面处易形成连续的铝-铜金属间脆性化合物，导致接头强度下降，抗折弯性能差。其次，铝/铜钎焊时钎料与Al、Cu母材电极电位相差较大，易引起钎缝的电化学腐蚀。目前，已报道的用于铝/铜钎焊的钎料体系包括Al基、Zn基和Sn基三种体系。[0003]夏春智选用Al-12Si（E4047）钎料，KoyamaKen选用Al-Si-Mg-Bi钎料，分别钎焊获得了Al/Cu异种接头。两位研究者都发现钎缝与铜母材界面处存在两种金属间化合物层——Cu3Al2和CuAl2，其显微硬度也远高于其他钎缝区域。研究者KoyamaKen测得Al/Cu接头的抗剪切强度仅为15MPa（KoyomaKen,etal.EvaluationofBrazingPropertiesusingAl-Si-Mg-BiBrazingAlloy.DevelopmentofBrazingTechniqueforAl-CuDissimilarJoint.(Part1).JournalofLightMetalWeldingandConstruction,2002，40(9):403~410）。可以看出，Al-Si系钎料钎焊Al/Cu接头时，由于钎缝与铜母材界面处脆性Al-Cu金属间化合物的影响，接头强度较差。[0004]从Al/Cu接头的抗剪切强度看，Zn-Al系钎料是目前较