一种钎料及其制备方法和应用
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202011281131.3 | 申请日 | 2020-11-16 |
| 公开(公告)号 | CN114505614A | 公开(公告)日 | 2022-05-17 |
| 申请人 | 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 王博; 王鑫华; 纠永涛; 孙华为; 李宇佳; 孙志鹏; 赵丹; 宋亚南; | 第一发明人 | 王博 |
| 权利人 | 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：浙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：浙江省宁波市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：浙江省宁波市象山县滨海大道929号科创中心西楼20层 | 邮编 | 当前专利权人邮编：315700 |
| 主IPC国际分类 | B23K35/02 | 所有IPC国际分类 | B23K35/02 ; B23K35/30 ; B23K35/36 ; B23K35/40 |
| 专利引用数量 | 8 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京超凡宏宇专利代理事务所 | 专利代理人 | 王焕; |
| 摘要 | 本 发明 涉及钎焊材料技术领域，具体而言，涉及一种钎料及其制备方法和应用。本发明的钎料包括钎料芯材、包覆在所述钎料芯材表面的锌层以及包覆在所述锌层表面的药皮层；所述钎料芯材主要由如下 质量 百分比的组分制备得到： 银 14％～35％、 铜 34％～55％和锌30％～31％；所述药皮层主要由如下质量份数的原料制备得到： 硼 9～11份、硼氢化钠9～11份、氟化钠38～42份、硼酐33～42份、粘结剂1～3份和 增塑剂 2～4份。本发明的钎料解决了钎焊时锌易挥发的问题，同时银含量较低，具有良好的经济效益及较高的钎 焊接 头强度。 | ||
| 权利要求 | 1.一种钎料，其特征在于，包括钎料芯材、包覆在所述钎料芯材表面的锌层以及包覆在所述锌层表面的药皮层； |
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| 说明书全文 | 一种钎料及其制备方法和应用技术领域[0001] 本发明涉及钎焊材料技术领域，具体而言，涉及一种钎料及其制备方法和应用。 背景技术[0002] 银钎料熔点适中，润湿性好，有良好的强度、延展性和抗腐蚀性能，广泛应用于低碳钢、结构钢、不锈钢、难熔金属、铜及铜合金、铜合金与钢、硬质合金与钢基体的钎焊。在国标GB/T 10046-2008中，银钎料包含16类二元、三元或四元系钎料，其中银铜锌钎料有11类，在制造业中的应用极为广泛。银铜锌系钎料由于具有熔化温度低、钎焊接头性能优良、易加工等优点，成为航空、汽车制造、核反应堆、家电、制冷产品等领域中能满足相关钎焊工艺要求的首选钎料，如BAg45CuZn感应钎焊汽车发动机转子、直径2-3mm的银铜锌焊环钎焊航空领域的1Cr18Ni9Ti不锈钢管，钎焊家电制冷领域的制冷管、邦迪管等。 [0003] 传统银铜锌系钎料中添加锌元素可以降低钎料的熔化温度，改善母材过热的现象，同时还能提高钎焊接头的强度。但随着锌含量的持续升高，银铜锌合金组织中将析出γ、δ、ε、η等脆性相，虽然可以增强钎焊接头的强度，但将导致银铜锌钎料的可加工性急剧降低。而在实际应用中，银铜锌钎料通常被加工制作成环状或长条状以适应自动化生产的要求。当锌元素质量分数大于40％时，银铜锌合金脆性明显提高，不具备挤压、轧制、拉拔等条件。因此，当锌元素质量分数大于40％时，银铜锌钎料的可加工制造性能与钎焊接头强度的提高是随着锌含量升高而相互矛盾的。目前工程中常见的解决办法是将银铜锌钎料中锌的质量分数控制在40％以内，通过在银铜锌钎料中添加其它元素，如Cd、Sn、In、Ga等合金元素，可提高钎焊接头强度、降低钎焊温度等，但仍然存在对人体健康有害、可加工性差、成本较高等不利因素，制约了该系钎料的应用。 [0004] 另外，相关学者研究过将银铜合金板和锌铜合金板互相叠成“银铜-锌铜-银铜”的三明治结构，获得理论成分为Zn43.2Ag28.8Cu28(质量分数)的合金。将其钎焊316LN不锈钢，其钎焊接头的断裂强度可达559MPa，达到使用普通AgCuZn基钎料钎焊的接头强度的1.8～2倍。该方法实现了使用银铜锌钎料获得高强度钎焊接头的目的。现代钎料生产多见条状、环状、片状钎料，该方法只能局限于使用板状二元合金堆叠获得三明治结构的钎焊接头结构，应用范围非常有限。因此，能广泛应用的锌质量分数大于40％的银铜锌钎料仍处于探索研究中。 [0005] 有鉴于此，特提出本发明。 发明内容[0006] 本发明的第一目的在于提供一种钎料，以解决传统银铜锌钎料因锌含量过高而导致银铜锌钎料加工难的问题，同时解决了该钎料在钎焊时锌易挥发的问题，本发明的钎料同时具备银含量较低，具有良好的经济效益及较高的钎焊接头强度。 [0007] 本发明的另一个目的在于提供一种所述的制备方法，该方法操作简单，得到的钎料具有优异的钎焊接头强度及良好的经济效益。 [0008] 本发明的另一个目的在于提供一种如上所述的钎料在钎焊钢和/或铜组件中的应用。可提高钎焊接头的强度。 [0009] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案： [0010] 一种钎料，包括钎料芯材、包覆在所述钎料芯材表面的锌层以及包覆在所述锌层表面的药皮层； [0011] 所述钎料芯材主要由如下质量百分比的组分制备得到： [0012] 银14％～35％、铜34％～55％和锌30％～31％； [0013] 所述药皮层主要由如下质量份数的原料制备得到： [0015] 优选地，所述锌层的厚度为0.05mm～1.5mm； [0016] 优选地，所述药皮层的厚度为0.1mm～0.3mm。 [0017] 优选地，所述钎料芯材的形状包括条状、圆环状或片状； [0018] 优选地，所述粘结剂包括聚苯乙烯； [0019] 优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯。 [0020] 优选地，所述银的质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的10％～20％，所述钎料芯材和所述锌层中的锌的总质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的50％～60％。 [0021] 如上所述的钎料的制备方法，包括以下步骤： [0023] 优选地，所述钎料芯材的制备方法包括：将所述钎料芯材的原料混合物进行冶炼、浇铸和成型处理。 [0025] 优选地，所述有机溶剂包括乙酸乙酯； [0026] 优选地，所述干燥的温度为85℃～95℃，时间为50min～70min。 [0027] 优选地，所述钎料芯材的表面镀覆锌层包括以下步骤： [0029] 优选地，所述酸处理的酸溶液包括如下质量份数的组分： [0031] 优选地，所述酸处理的温度为28℃～31℃，时间为4min～6min。 [0032] 优选地，所述硫酸盐浴包括如下质量份数的组分： [0033] 硫酸锌28～32份、碳酸盐4～6份、氟化钾6～8份和焦磷酸钾130～150份； [0034] 优选地，所述碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾； [0035] 优选地，所述硫酸盐浴的温度为55℃～65℃，所述硫酸盐浴的pH为10～10.6； [0036] 优选地，在所述硫酸盐浴中浸渍的时间为6min～8min。 [0037] 优选地，所述电沉积溶液包括如下质量份数的组分： [0038] 醋酸锌35～45份、络合剂190～210份、辅助络合剂35～45份、缓蚀剂12～16份和添加剂0.8～1.2份； [0039] 优选地，所述络合剂包括焦磷酸钾； [0040] 优选地，所述辅助络合剂包括柠檬酸钠； [0041] 优选地，所述缓蚀剂包括氟化钾； [0042] 优选地，所述添加剂包括乙二胺和/或二甲胺； [0045] 优选地，所述清洗的时间为25s～35s； [0046] 优选地，所述钝化的时间为10s～20s； [0047] 优选地，所述干燥的温度为85℃～95℃，时间为9min～12min。 [0048] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： [0049] (1)本发明的钎料相比传统的银铜锌钎料具有更高的钎焊接头强度，解决了低银导致强度低的问题以及直接镀锌导致的钎焊时锌易挥发的问题；钎焊时药皮与锌层先熔化，熔融态药皮浮到锌熔体表面阻止锌的挥发；降低钎料的成本。 [0050] (2)本发明的钎料的制备方法操作简单，银含量低，节约成本。 [0052] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0053] 图1为本发明条状的银铜锌钎料截面结构示意图； [0054] 图2为本发明圆环状的银铜锌钎料截面结构示意图； [0055] 图3为本发明片状的银铜锌钎料截面结构示意图。 [0056] 附图标记： [0057] 1-钎料芯材，2-锌镀层，3-药皮层。 具体实施方式[0058] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。 [0059] 一种钎料，包括钎料芯材、包覆在所述钎料芯材表面的锌层以及包覆在所述锌层表面的药皮层； [0060] 所述钎料芯材主要由如下质量百分比的组分制备得到： [0061] 银14％～35％、铜34％～55％和锌30％～31％； [0062] 所述药皮层主要由如下质量份数的原料制备得到： [0063] 硼9～11份、硼氢化钠9～11份、氟化钠38～42份、硼酐33～42份、粘结剂1～3份和增塑剂2～4份； [0064] 优选地，所述锌层的厚度为0.05mm～1.5mm； [0065] 优选地，所述药皮层的厚度为0.1mm～0.3mm。 [0066] 本发明的钎料相比传统的银铜锌钎料具有更高的钎焊接头强度，银含量较低，降低钎料的成本。 [0067] 在一种实施方式中，以质量百分比计，在所述钎料芯材中，所述银为14％～35％，还可以选择14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％。 [0068] 在一种实施方式中，以质量百分比计，在所述钎料芯材中，所述铜为34％～55％，还可以选择34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％或55％。 [0069] 在一种实施方式中，以质量百分比计，在所述钎料芯材中，所述锌为30％～31％，还可以选择30％、30.1％、30.2％、30.3％、30.4％、30.5％、30.6％、30.7％、30.8％、30.9％或31％。 [0070] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述硼为9～11份，还可以选择9份、10份或11份。 [0071] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述硼氢化钠为9～11份，还可以选择9份、10份或11份。 [0072] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述氟化钠为38～42份，还可以选择38份、39份、40份、41份或42份。 [0073] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述硼酐为33～42份，还可以选择33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份或42份。 [0074] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述粘结剂为1～3份，还可以选择1份、2份或3份。 [0075] 在一种实施方式中，以质量份数计，所述增塑剂为2～4份，还可以选择2份、3份或4份。 [0076] 在一种实施方式中，所述锌层的厚度为0.05mm～1.5mm，还可以选择0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、 1.4mm或1.5mm。 [0077] 在一种实施方式中，所述药皮层的厚度为0.1mm～0.3mm，还可以选择0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm、0.22mm、0.24mm、0.26mm和0.28mm。 [0078] 优选地，所述钎料芯材的形状包括条状、圆环状或片状。 [0079] 本发明中钎料芯材的形状可以为条状、圆环状或者片状，进而可满足各类自动化生产所需形状的钎料。 [0080] 优选地，所述粘结剂包括聚苯乙烯。 [0081] 优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯。 [0082] 优选地，所述银的质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的10％～20％，所述钎料芯材和所述锌层中的锌的总质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的50％～60％。 [0083] 在一种实施方式中，所述银的质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的10％～20％，还可以选择10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。 [0084] 在一种实施方式中，所述钎料芯材和所述锌层中的锌的总质量为所述钎料芯材和所述锌层总质量的50％～60％，还可以选择50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％或60％。 [0085] 根据本发明的另一个方面，本发明还涉及所述的钎料的制备方法，包括以下步骤： [0086] 在所述钎料芯材的表面镀覆锌层，在所述锌层表面喷涂药皮层； [0087] 优选地，所述钎料芯材的制备方法包括：将所述钎料芯材的原料混合物进行冶炼、浇铸和成型处理。 [0088] 在一种实施方式中，所述成型包括挤压和拉拔。 [0089] 在一种实施方式中，所述成型包括挤压、拉拔和制环。 [0090] 在一种实施方式中，所述成型为轧制。 [0091] 优选地，所述锌层表面喷涂药皮层包括以下步骤：将所述药皮层的原料与有机溶剂混合制备药皮溶液，将所述药皮溶液喷涂于所述锌层表面并进行干燥。 [0092] 优选地，所述有机溶剂包括乙酸乙酯。 [0093] 优选地，所述干燥的温度为85℃～95℃，时间为50min～70min。 [0094] 在一种实施方式中，所述干燥的温度为85℃～95℃，还可以选择85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃。 [0095] 在一种实施方式中，所述干燥的时间为50min～70min，还可以选择50min、55min、60min、65min或70min。 [0096] 优选地，所述钎料芯材的表面镀覆锌层包括以下步骤： [0097] 将所述钎料芯材进行酸处理，在硫酸盐浴中浸锌处理，再于电沉积溶液中进行镀锌。 [0098] 本发明先对钎料芯材进行酸处理，有助于去除金属表面杂质及部分氧化物，使基体露出光洁表面并使表面处于活化状态。再进一步进行浸锌处理，可以去除金属表面的杂质离子，有助于获得较为均匀，光亮致密，结合力好的镀锌层。 [0099] 优选地，所述酸处理的酸溶液包括如下质量份数的组分： [0100] 磷酸30～35份、氟化氢胺18～25份和十二烷基磺酸钠1.8～2.2份。 [0101] 本发明特定组分的酸溶液可更好的对钎料芯材进行预处理。 [0102] 在一种实施方式中，所述磷酸为30～35份，还可以选择30份、31份、32份、33份、34份或35份。 [0103] 在一种实施方式中，所述氟化氢胺为18～25份，还可以选择18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。 [0104] 在一种实施方式中，所述十二烷基磺酸钠为1.8～2.2份，还可以选择1.8份、1.9份、2份、2.1份或2.2份。 [0105] 优选地，所述酸溶液各组份浓度为：磷酸15mL/L～25mL/L、氟化氢胺18g/L～25g/L和十二烷基磺酸钠1.8g/L～2.2g/L； [0106] 在一种实施方式中，所述酸溶液各组份浓度为：磷酸20mL/L、氟化氢胺20g/L、十二烷基磺酸钠2g/L。 [0107] 优选地，所述酸处理的温度为28℃～31℃，时间为4min～6min。 [0108] 在一种实施方式中，所述酸处理的温度为28℃～31℃，还可以选择28℃、29℃、30℃或31℃。 [0109] 在一种实施方式中，所述酸处理的时间为4min～6min，还可以选择4min、4.1min、4.2min、4.5min、4.7min、4.9min、5min、5.2min、5.5min、5.7min或6min。 [0110] 优选地，所述硫酸盐浴包括如下质量份数的组分： [0111] 硫酸锌28～32份、碳酸盐4～6份、氟化钾6～8份和焦磷酸钾130～150份。 [0112] 在一种实施方式中，所述硫酸锌为28～32份，还可以选择28份、29份、30份、31份或32份。 [0113] 在一种实施方式中，所述碳酸盐为4～6份，还可以选择4份、4.5份、5份或6份。 [0114] 在一种实施方式中，所述氟化钾为6～8份，还可以选择6份、6.5份、7份、7.5份或8份。 [0115] 在一种实施方式中，所述焦磷酸钾为130～150份，还可以选择130份、135份、140份、145份或150份。 [0116] 优选地，所述碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾。 [0117] 优选地，所述硫酸盐浴的温度为55℃～65℃，所述硫酸盐浴的pH为10～10.6。 [0118] 在一种实施方式中，所述硫酸盐浴的温度为55℃～65℃，还可以选择55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃。 [0119] 在一种实施方式中，所述硫酸盐浴的pH为10～10.6，还可以选择10、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5或10.6。 [0120] 优选地，在硫酸盐浴中浸渍的时间为6min～8min。 [0121] 在一种实施方式中，在硫酸盐浴中浸渍的时间为6min～8min，还可以选择6min、6.5min、7min、7.5min或8min。 [0122] 优选地，所述硫酸盐浴中各组分的浓度为： [0123] 硫酸锌28g/L～32g/L、碳酸盐4g/L～6g/L、氟化钾6g/L～8g/L和焦磷酸钾130g/L～150g/L。 [0124] 在一种实施方式中，所述硫酸盐浴的各组份为：硫酸锌30g/L、碳酸钠或碳酸钾5g/L、氟化钾7g/L、焦磷酸钾140g/L。硫酸盐浴的PH为10.5，温度为60℃，在硫酸盐浴中浸渍的时间为7min。 [0125] 优选地，所述电沉积溶液包括如下质量份数的组分： [0126] 醋酸锌35～45份、络合剂190～210份、辅助络合剂35～45份、缓蚀剂12～16份和添加剂0.8～1.2份。 [0127] 在一种实施方式中，所述醋酸锌为35～45份，还可以选择35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份或45份。 [0128] 在一种实施方式中，所述络合剂为190～210份，还可以选择190份、191份、192份、193份、194份、195份、196份、197份、198份、199份、200份、201份、202份、203份、204份、205份、206份、207份、208份、份、209份或210份。 [0129] 在一种实施方式中，所述辅助络合剂为35～45份，还可以选择35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份或45份。 [0130] 在一种实施方式中，所述缓蚀剂为12～16份，还可以选择12份、13份、14份、15份或16份。 [0131] 在一种实施方式中，所述添加剂为0.8～1.2份，还可以选择0.8份、0.9份、1份、1.1份或1.2份。 [0132] 优选地，所述络合剂包括焦磷酸钾。 [0133] 优选地，所述辅助络合剂包括柠檬酸钠。 [0134] 优选地，所述缓蚀剂包括氟化钾。 [0135] 优选地，所述添加剂包括乙二胺和/或二甲胺。 [0136] 优选地，所述镀锌过程的电流密度为3.5A/dm2～4.5A/dm2，温度为30℃～60℃，pH为10～10.6。 [0137] 优选地，所述电沉积溶液的各组分浓度为：醋酸锌35g/L～45g/L、络合剂190g/L～210g/L、辅助络合剂35g/L～45g/L、缓蚀剂12g/L～16g/L和添加剂0.8g/L～1.2g/L。 [0138] 在一种实施方式中，所述电沉积溶液的组分为：醋酸锌浓度40g/L、焦磷酸钾200g/L、柠檬酸钠40g/L、氟化钾15g/L、乙二胺0.5g/L和二甲胺0.5g/L。电沉积锌层的工艺参数为：电流密度为4A/dm2，温度为30℃～60℃，pH为10.5。 [0139] 优选地，对所述镀锌后的钎料进行清洗、钝化及干燥。 [0140] 优选地，所述清洗的时间为25s～35s。 [0141] 在一种实施方式中，所述清洗的时间为25s～35s，还可以选择25s、26s、27s、28s、29s、30s、31s、32s、33s、34s或35s。 [0142] 优选地，所述钝化的时间为10s～20s。 [0143] 在一种实施方式中，所述钝化的时间为10s～20s，还可以选择10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s或20s。 [0144] 优选地，所述干燥的温度为85℃～95℃，时间为9min～12min。 [0145] 在一种实施方式中，所述干燥的温度为85℃～95℃，还可以选择85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃。 [0146] 在一种实施方式中，所述干燥的时间为9min～12min，还可以选择9min、9.3min、9.5min、9.7min、10min、10.5min、11min、11.2min、11.5min、11.7min或12min。 [0147] 本发明所制备的银铜锌钎料相比传统的银铜锌钎料具有更高的钎焊接头强度。由银铜锌三元合金相图可知，当锌的质量分数介于40％～60％时，室温组织主要为硬脆的β、γ相，钎焊接头具有较高的强度，解决了低银导致强度低的问题。本发明提供的制备方法避免了锌含量较高时银铜锌合金中易产生脆性相导致钎料加工性能差的技术难题。可以满足各类自动化生产对钎料形状的要求。由于银铜锌(锌质量分数小于40％时)合金的可加工性能优异，银铜锌合金可以加工成各类形状，随后将已加工好的银铜锌合金放入电镀液中进行电镀获得锌镀层，并在锌镀层表面喷涂药皮溶液，烘干获得药皮层，即得到相应的银铜锌钎料，药皮层的存在解决了钎焊时锌层熔化过程中锌易挥发的问题。锌含量上升，银含量相对降低，在保证钎焊接头强度的同时，间接降低了钎料的成本。 [0148] 综上所述，本发明制备的银铜锌钎料能在钎焊过程中通过冶金过程制备低银高锌的银铜锌钎料，避免了传统银铜锌钎料中因锌含量过高而导致银铜锌钎料加工难的问题，可制备满足各类自动化生产所需形状的钎料。解决了直接镀锌导致钎焊时锌层熔化后锌易挥发的问题，同时具备较高的钎焊接头强度及良好的经济效益。 [0149] 本发明实施例中条状的银铜锌钎料截面结构示意图如图1所示，包括钎料芯材1，锌镀层2和药皮层3。本发明实施例中圆环状的银铜锌钎料截面结构示意图如图2所示，包括钎料芯材1，锌镀层2和药皮层3。本发明实施例中的片状的银铜锌钎料截面结构示意图如图3所示，包括钎料芯材1，锌镀层2和药皮层3。 [0150] 根据本发明的另一个方面，本发明还涉及如上所述的钎料在钎焊钢和/或铜组件中的应用。 [0151] 本发明的钎料银含量低、经济效益好、避免了锌含量较高时易产生脆性相导致钎料加工性能差的技术难题。同时，在钎焊过程中药皮层、锌镀层与芯部银铜锌相继熔化，药皮层起钎剂作用及阻止锌挥发的作用，通过冶金过程得到最终成分的银铜锌钎焊接头，钎焊接头强度高，适合钎焊钢和/或铜等组件。 [0152] 下面将结合具体的实施例对本发明作进一步的解释说明。 [0153] 实施例1 [0154] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0155] (a)按照质量百分比Ag 15.56％、Cu 54.44％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔得到直径为3mm的长条状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0156] (b)电镀Zn镀层 [0157] 将步骤(a)清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0158] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为0.44mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为10％、35％、55％； [0159] 将得到的银铜锌钎料置于室温清水中清洗30秒，在室温条件下进行钝化处理10-20秒，随后将银铜锌钎料放入90℃的烘箱中烘干10min； [0160] 其中，步骤(b)中的酸溶液各组分为：磷酸20mL/L、氟化氢胺20g/L、十二烷基磺酸钠2g/L；硫酸盐浴的各组分为：硫酸锌30g/L、碳酸钠或碳酸钾5g/L、氟化钾7g/L、焦磷酸钾140g/L，硫酸盐浴的PH＝10.5，温度为60℃；电沉积溶液由醋酸锌、络合剂、辅助络合剂、缓蚀剂和添加剂混合而成，具体组分为：醋酸锌浓度40g/L，络合剂为焦磷酸钾200g/L，辅助络合剂为柠檬酸钠40g/L，缓蚀剂为氟化钾15g/L，添加剂为乙二胺和二甲胺1g/L；电沉积锌层的工艺参数为：电流密度为4A/dm2，温度为30℃～60℃，pH为10.5； [0161] (c)喷涂药皮 [0162] 按如下质量份数配置药皮溶液，组成为：硼10份、硼氢化钠10份、氟化钠40份、硼酐35份、聚苯乙烯2份、邻苯二甲酸二丁酯3份。上述药皮成分和适量45％乙酸乙酯混合搅拌均匀即得药皮溶液； [0163] 在步骤(b)得到的钎料表面喷涂药皮溶液，药皮的厚度为0.3mm；将喷涂药皮后的钎料置于90℃的干燥箱内干燥60min。 [0164] 实施例2 [0165] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0166] (a)按照质量百分比Ag 21％、Cu 49％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔得到直径为3mm的长条状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0167] (b)电镀Zn镀层 [0168] 将步骤(a)清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0169] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为0.331mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为15％、35％、50％； [0170] 其余步骤同实施例1。 [0171] 实施例3 [0172] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0173] (a)按照质量百分比Ag 28％、Cu 42％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔得到直径为3mm的长条状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0174] (b)电镀Zn镀层 [0175] 将步骤(a)清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0176] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为0.334mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为20％、30％、50％； [0177] 其余步骤同实施例1。 [0178] 实施例4 [0179] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0180] (a)按照质量百分比Ag 17.5％、Cu 52.5％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔得到直径为3mm的长条状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0181] (b)电镀Zn镀层 [0182] 将步骤(a)清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0183] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为0.574mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为10％、30％、60％； [0184] 其余步骤同实施例1。 [0185] 实施例5 [0186] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0187] (a)按照质量百分比Ag 23.33％、Cu 46.67％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔得到直径为3mm的长条状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0188] (b)电镀Zn镀层 [0189] 将步骤(a)中清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0190] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为0.446mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为15％、30％、55％； [0191] 其余步骤同实施例1。 [0192] 实施例6 [0193] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0194] (a)按照质量百分比Ag 35％、Cu35％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔、制环得到内环直径为12mm，截面圆直径为3mm的圆环状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0195] (b)电镀Zn镀层 [0196] 将步骤(a)中清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0197] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为1.04mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为20％、20％、60％； [0198] 其余步骤同实施例1。 [0199] 实施例7 [0200] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0201] (a)按照质量百分比Ag 21％、Cu 49％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、挤压、拉拔、制环得到内环直径为12mm，截面圆直径为3mm的圆环状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0202] (b)电镀Zn镀层 [0203] 将步骤(a)中的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0204] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层厚度为1.026mm，银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为12％、28％、60％； [0205] 其余步骤同实施例1。 [0206] 实施例8 [0207] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0208] (a)按照质量百分比Ag 21％、Cu49％、Zn 30％将原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、轧制得到厚度为0.2mm的片状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0209] (b)电镀Zn镀层 [0210] 将步骤(a)中清洗后的银铜锌钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0211] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层单层厚度为0.094mm，总厚度为0.389mm银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为15％、35％、50％； [0212] 将得到的银铜锌钎料置于室温清水中清洗30秒，在室温条件下进行钝化处理10-20秒，随后将银铜锌钎料放入90℃的烘箱中烘干10min； [0213] 其中，步骤(b)中的酸溶液各组分为：磷酸20mL/L、氟化氢胺20g/L、十二烷基磺酸钠2g/L；硫酸盐浴的各组份为：硫酸锌30g/L、碳酸钠或碳酸钾5g/L、氟化钾7g/L、焦磷酸钾140g/L，硫酸盐浴的PH＝10.5，温度为60℃；电沉积溶液由醋酸锌、络合剂、辅助络合剂、缓蚀剂和添加剂混合而成，具体组分为：醋酸锌浓度40g/L，络合剂为焦磷酸钾200g/L，辅助络合剂为柠檬酸钠40g/L，缓蚀剂为氟化钾15g/L，添加剂为乙二胺和二甲胺1g/L；电沉积锌层的工艺参数为：电流密度为4A/dm2，温度为30℃～60℃，pH为10.5。 [0214] (c)喷涂药皮 [0215] 按如下质量份数配置药皮溶液，组成为：硼10份、硼氢化钠10份、氟化钠40份、硼酐35份、聚苯乙烯2份、邻苯二甲酸二丁酯3份％。上述药皮成分和适量45％乙酸乙酯混合搅拌均匀即得药皮溶液； [0216] 在步骤(b)得到的钎料表面喷涂药皮溶液，药皮的厚度为0.1mm；将喷涂药皮后的钎料置于90℃的干燥箱内干燥60min。 [0217] 实施例9 [0218] 一种钎料的制备方法，包括以下步骤： [0219] (a)按照质量百分比Ag 21％、Cu 49％、Zn 30％原料加入到中频冶炼坩埚内，通过冶炼、浇铸、轧制得到厚度为0.2mm的片状银铜锌钎料；将银铜锌钎料放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料表面进行去油污清洗； [0220] (b)电镀Zn镀层 [0221] 将步骤(a)清洗后的钎料浸没在30℃左右的酸溶液中，处理5min，然后将处理后的银铜锌钎料置于硫酸盐浴中浸锌7min； [0222] 将浸锌过后的银铜锌钎料在电沉积锌溶液中进行电沉积锌层，镀覆的锌层单层厚度为0.122mm，总厚度为0.445mm银铜锌钎料中银、铜、锌的质量分数为12％、28％、60％； [0223] 其余步骤同实施例8。 [0224] 实验例 [0225] 将本发明制备得到的钎料与BAg25CuZn(HL302)、BAg45CuZn(HL303)、BAg50CuZn(HL304)分别对316LN不锈钢、H62黄铜进行钎焊，并对钎焊试样进行抗拉强度比对，如表1所示。采用MTS E45.105万能力学试验机进行钎焊接头的抗拉强度测试，测试方法参照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸实验》，应变速率为1.2×10-4s-1。 [0226] 表1抗拉强度结果 [0227] [0228] 表1的钎焊接头抗拉强度测试结果显示，本发明制备的钎料对钢及铜的钎焊接头抗拉强度值均高于三种标准牌号钎料的钎焊接头抗拉强度，实现了低银钎料的同时保持较高的钎焊接头强度，提高了经济效益。 [0229] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 |
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