CN106112306A - 一种具有润湿先导作用的药芯钎料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有润湿先导作用的药芯钎料，包括钎剂内芯，钎剂内芯的外表面依次包覆有锡层和基体钎料层，成型后的药芯钎料的横截面呈圆形或多边形。钎剂内芯的直径为0.01～20mm，锡层的厚度为0.01～20mm，基体钎料层的厚度为0.01～20mm。制备时将一定尺寸的锡带和钎料合金带放入精密轧机中进行复合轧制，使钎料合金表面形成厚度均匀的锡层，然后将钎料合金带的锡面朝上，经过多道U型轧制、送粉、拉拔、校直等工序将其制成内含钎剂和锡层的药芯钎料。本发明制备方法节能环保，制备的钎料锡含量高且锡层厚度均匀一致，成型美观，锡的利用率高；同时本药芯钎料自带钎剂，钎焊过程中实现了钎剂的自动、精确、定量添加。
Description
技术领域
本发明涉及焊接用钎料，尤其是涉及一种具有润湿先导作用的药芯钎料，本发明还涉及该药芯钎料的制备方法。
背景技术
液态金属均属粘性液体，其流动性能可用液态金属的粘度来衡量。液态金属粘度越大，则其流动性越差。而粘度与液态金属的过热度成反比。因此，当钎焊温度一定时，钎料的熔化温度越低，则液态钎料的过热度越大，从而引起液态钎料的粘度降低，流动性增强。钎料的熔化温升高时，过热度减小，粘度增大，流动性减弱。
银基钎料熔点适中、钎焊工艺性能优越，具有良好的连接强度、导电性和耐腐蚀性，在机械、家电、工具等行业得到了广泛的应用。银钎料的主要合金元素是Ag、Cu、Zn，为满足不同性能要求，通常还加入Sn、Cd等低熔点元素。含镉银基钎料与无镉银基钎料相比，具有更低的固-液相线温度、良好的钎焊工艺性能，在很长一段时间里得到了广泛应用，但镉是有毒元素，对人类具有巨大危害性。银基钎料中加入Sn元素，可以显著降低钎料熔点，改善其润湿性能，再加上锡元素无毒，逐渐成为含镉银基钎料的替代钎料。而传统AgCuZnSn钎料，通过配料方法在AgCuZn合金钎料中加入Sn元素，然后采用熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序进行生产，加工的钎料主要有BAg25CuZnSn，BAg30CuZnSn，BAg40CuZnSn，BAg45CuZnSn，BAg56CuZnSn等，符合RoHs和WEEE指令要求。但上述方法生产的AgCuZnSn钎料中的Sn含量低，否则其塑性会显著降低，容易变脆，难以通过常规的加工方法成型。
铜基钎料主要合金元素是Cu，满足不同性能要求，通常还加入Zn、Sn、P等元素，熔点较高，在铜基钎料中加入Sn元素可显著降低钎料熔点，改善其润湿性能。与银基钎料一样，传统CuZnSn钎料，通过配料方法在CuZn合金钎料中加入Sn元素，然后采用熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序进行生产，这种方法生产的CuZnSn钎料中的Sn含量低，如HS221，锡含量只有1%，否则其塑性会降低，钎料难以成形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种填缝性、成形性优异且自带钎剂的具有润湿先导作用的药芯钎料，本发明还提供该药芯钎料的制备方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的具有润湿先导作用的药芯钎料，包括钎剂内芯，所述钎剂内芯的外表面依次包覆有锡层和基体钎料层，成型后的药芯钎料的横截面呈圆形或多边形。
所述钎剂内芯的直径为0.01～20mm，所述锡层的厚度为0.01～20mm，所述基体钎料层的厚度为0.01～20mm。
所述钎剂内芯占药芯钎料总重量的0.001~50%。
所述基体钎料层为银基钎料或铜基钎料。
本发明具有润湿先导作用的药芯钎料的制备方法如下：
将一定尺寸的锡带和钎料合金带放入精密轧机中进行复合轧制，使钎料合金表面形成厚度均匀的锡层，然后将钎料合金带的锡面朝上，经过多道U型轧制、送粉、拉拔、校直等工序将其制成内含钎剂和锡层的药芯钎料。
本发明的优点在于：
相对于传统熔炼、浇铸、轧制、挤压、拉拔等工序生产的银基或铜基含锡钎料，本发明的药芯钎料锡含量高且可精确控制，钎焊过程中，该药芯钎料中钎剂首先熔化，随之低熔点锡迅速铺展开来，待高熔点钎料合金完全熔化即能完全填充低熔点锡铺展的区域，并与锡发生固溶结合。与传统的钎料相比，该钎料润湿、填缝性能大大提高；本发明采用复合轧制的方法在机体钎料表面沉积一层锡，相对于钎料合金表面采用电镀、热浸镀、热喷涂、化学镀等传统方式沉积锡层，更加节能环保，制备的钎料锡含量高且锡层厚度均匀一致，成型美观，锡的利用率较高；同时本药芯钎料自带钎剂，钎焊过程中实现了钎剂的自动、精确、定量添加。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的具有润湿先导作用的药芯钎料，包括钎剂内芯1，钎剂内芯1的外表面依次包覆有锡层2和基体钎料层3，成型后的药芯钎料的横截面呈圆形或多边形。本发明的钎剂内芯1的直径为0.01～20mm，锡层2的厚度为0.01～20mm，基体钎料层3的厚度为0.01～20mm。
钎剂内芯的直径决定药芯钎料中钎剂的含量,在钎焊铜及铜合金、铁等氧化膜容易去除的金属时，钎剂内芯直径较小，可为0.01～4mm；在钎焊不锈钢、硬质合金等氧化膜不易去除的金属时，钎剂内芯直径较大，可为1～20mm。锡层的厚度决定着钎料的填缝性，对于管状结构的钎焊，锡层较厚，可为0.1～20mm；对于平面结构的钎焊，锡层较薄，可为0.01～2mm。基体钎料层的厚度与填缝大小有关。
制备时，将一定尺寸的锡带和钎料合金带放入精密轧机中进行复合轧制，使钎料合金表面形成厚度均匀的锡层，然后将钎料合金带的锡面朝上，经过多道U型轧制、送粉、拉拔、校直等工序将其制成内含钎剂和锡层的药芯钎料。
基体钎料可采用银基钎料或铜基钎料，钎剂为通用钎剂。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明药芯钎料的制备方法和其技术效果。
实施例1
基体钎料合金可选用厚度0.2mm的BAg25CuZn合金带，锡带厚度为0.1mm，经精密轧机多道轧制形成锡层厚度0.02mm、基体钎料层3厚度0.18mm的BAgCuZnSn钎料合金带，药芯钎剂选择FB102，然后按常规方法（带状钎料合金经多道轧制、送粉、拉拔、校直等工序）将表面覆锡的钎料合金带制成直径2mm的药芯钎料。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》，基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央，采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料，钎剂加上基体钎料重量为200mg，置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热，待钎料熔化后保温40～50 s，室温自然冷却后清洗干净，经过计算制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的2倍。结果表面本发明制备的药芯钎料相比基体钎料润湿面积大幅增加。
实施例2
基体钎料合金选用厚度为0.2mm的BAg30CuZn合金带，锡带厚度为0.1mm，经精密轧机多道轧制形成锡层厚度为0.01mm、钎料合金层厚度为0.18mm的BAgCuZnSn钎料合金带，然后按常规方法（带状钎料合金经多道轧制、送粉、拉拔、校直等工序）将表面覆锡的钎料合金带制成直径为2mm的药芯钎料，药芯钎剂选择FB102。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》，基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央，采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料，钎剂加上基体钎料重量为200mg，置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热，待钎料熔化后保温40～50 s，室温自然冷却后清洗干净，经过计算制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.8倍。结果表面本发明制备的药芯钎料相比基体钎料润湿面积大幅增加。
实施例3
基体钎料合金选用厚度为0.2mm的BAg45CuZn合金带，锡带厚度为0.1mm，经精密轧机多道轧制形成锡层厚度为0.03mm、钎料合金层厚度为0.18mm的BAgCuZnSn钎料合金带，然后按常规方法（带状钎料合金经多道轧制、送粉、拉拔、校直等工序）将表面覆锡的钎料合金带制成直径为2mm的药芯钎料，药芯钎剂选择FB102。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》，基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央，采用与制备钎料相同质量的FB102钎剂覆盖基体钎料，钎剂加上基体钎料重量为200mg，置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热，待钎料熔化后保温40～50 s，室温自然冷却后清洗干净，经过计算制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.7倍。结果表面本发明制备的药芯钎料相比基体钎料润湿面积明显增加。
实施例4
基体钎料合金选用厚度为0.2mm的BCu62Zn合金带，锡带厚度为0.1mm，经精密轧机多道轧制形成锡层厚度为0.04mm、钎料合金层厚度为0.18mm的BCuZnSn钎料合金带，然后按常规方法（带状钎料合金经多道轧制、送粉、拉拔、校直等工序）将表面覆锡的钎料合金带制成直径为2mm的药芯钎料，药芯钎剂选择YJ2。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》，基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央，采用与制备钎料相同质量的YJ2钎剂覆盖基体钎料，钎剂加上基体钎料重量为200mg，置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热，待钎料熔化后保温40～50 s，室温自然冷却后清洗干净，经过计算，制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.5倍。结果表面本发明制备的药芯钎料相比基体钎料润湿面积大幅增加。
实施例5
基体钎料合金选用厚度为0.2mm的BCu60Zn合金带，锡带厚度为0.1mm，经精密轧机多道轧制形成锡层厚度为0.05mm、钎料合金层厚度为0.18mm的BCuZnSn钎料合金带，然后按常规方法（带状钎料合金经多道轧制、送粉、拉拔、校直等工序）将表面覆锡的钎料合金带制成直径为2mm的药芯钎料，药芯钎剂选择YJ2。根据国家标准GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》，基体钎料和制备的钎料进行润湿性对比试验。将制备的钎料200mg置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央，采用与制备钎料相同质量的YJ2钎剂覆盖基体钎料，钎剂加上基体钎料重量为200mg，置于40mm×40mm、厚度为2mm的Q235碳钢板中央。将其分别放入RSL-5润湿炉中加热，待钎料熔化后保温40～50 s，室温自然冷却后清洗干净，经过计算，制备的钎料润湿面积几乎是基体钎料的1.3倍。结果表面本发明制备的药芯钎料相比基体钎料润湿面积大幅增加。
Claims (5)
1.一种具有润湿先导作用的药芯钎料，其特征在于：包括钎剂内芯（1），所述钎剂内芯（1）的外表面依次包覆有锡层（2）和基体钎料层（3），成型后的药芯钎料的横截面呈圆形或多边形。
2.根据权利要求1所述的具有润湿先导作用的药芯钎料，其特征在于：所述钎剂内芯（1）的直径为0.01～20mm，所述锡层（2）的厚度为0.01～20mm，所述基体钎料层（3）的厚度为0.01～20mm。
3.根据权利要求1或2所述的具有润湿先导作用的药芯钎料，其特征在于：所述钎剂内芯占药芯钎料总重量的0.001~50%。
4.根据权利要求1或2所述的具有润湿先导作用的药芯钎料，其特征在于：所述基体钎料层（3）为银基钎料或铜基钎料。
5.权利要求1所述具有润湿先导作用的药芯钎料的制备方法如下：
将一定尺寸的锡带和钎料合金带放入精密轧机中进行复合轧制，使钎料合金表面形成厚度均匀的锡层，然后将钎料合金带的锡面朝上，经多道U型轧制、送粉、拉拔、校直等工序将其制成内含钎剂和锡层的药芯钎料。
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