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铜基合金钎焊工艺

发布人:管理员 发布时间:2022-10-17

已知的铜基焊接合金例如EP 103、805和A2。铜基焊接合金具有至少50%的非晶态结构,其中一种由5至52个原子组成的镍,2至10原子百分比的锡和10至15原子百分比的磷,剩余的铜和杂质。在这个例子中,铜,镍和锡的总量落在大约85%到90原子百分比的范围内。

此外,RU2041783C1公开了一种非晶态铜基焊接合金,其含有5~20原子百分比的镍、20~10原子百分比的锡和10~15原子百分比的磷、残余铜,以及一种或多种选自镓、铟、铅、镉和/或锌的添加量为0.01至最大0.5原子百分比的元素,以改善水分性能。

上述铜基焊接焊料都含有磷作为合金元素,因为与其他铜基焊接合金相比,该元素降低了熔点并导致该焊接的焊接量降低。工作点。此外,上述钎焊料由于其磷含量而具有固有的流动特性,并且可以在不使用任何助焊剂(例如黄铜)的情况下应用于铜和铜合金的键合。上述铜镍锡磷焊锡的液化温度略低于750°C,因此是所有铜基焊接焊料中工作点最低的代表。

上述铜基焊锡可以制成粉末、糊状物、导线或非晶态金属箔。粉末通过熔融雾化制成,糊状物通过将熔融粉末与有机粘合剂和溶剂混合而制成。

然而,铜 - 镍 - 锡 - 磷合金的固有脆性意味着快速凝固技术是以均匀和延展性金属薄片的形式制造这种类型的焊接的唯一方法。

已经发现,上述铜镍锡磷合金9在其表面上具有非常大的氧化倾向,特别是当它们长时间暴露在高空气湿度下时,使得合金条带在物体表面形成印迹和斑点。接下来,金属箔的表面将具有紫色和/或绿色和/或棕色的污渍,其可能扩散到大多数金属箔上。即使通过RU2041783C1提醒,这种现象也不是很令人满意。如果有的话,这些文献中透露,添加镓,铟,镉和锌对表面氧化几乎没有保护作用。

这种大规模的表面氧化可能对合金的焊接性能产生非常不利的影响。特别是在流动性和水分性能严重恶化的情况下。

此外,接头位置只能通过焊接不完全填充,并且不可避免地不能确保接头部分的机械稳定性。当焊接温度发生变化时,这种类型的缺失接头或其他类似产品将导致其所需的传热速率显着降低。

到目前为止,前导码中描述的铜基焊料合金的问题已经通过昂贵的包装克服,特别是在真空下,以防止甚至在炎热和/或潮湿区域长期储存的表面氧化。

提供一种耐表面氧化的铜基焊接合金,并提供一种使用这种焊接合金的焊接方法,其保证焊接后的接头不会在其中缺失。

该目的通过焊接具有NiaSnbZncPdCu剩余组分的合金来实现,其中原子百分比为2≤≤为20 ;2原子百分比≤b≤12原子百分比;0.5原子百分比≤c;6原子百分比≤d≤16原子百分比;铜、镍、锡和锌中剩余的铜和杂质的总量在0到95原子百分比之间。在合金生产中添加超过0.5原子百分比的锌,特别是当它超过这个比例时,会产生显着的抗氧化性。这些焊接合金可以制成结晶和非晶态形式的浆料,粉末或金属薄片。

本文一个优选实施方案中,所述焊接合金具有组合物,其包括:剩余的NiaSnbZncPdCu,其中3原子百分比≤≤10原子百分比;2原子百分比≤ b ≤ 8原子百分比;0.8原子百分比≤c;8原子百分比≤ d ≤ 15原子百分比;剩余的铜和杂质,优选提供一种均质焊接合金、非晶态焊接的延展性非晶金属片,其通常为50%非晶态,优选大于80%的非晶态。除了焊接金属箔外,本发明的焊接合金还可以以金属粉末的形式生产,一般可以加工成柔软和糊状的材料。

令人惊讶的是,与其它相比,高达5.0原子百分比的锌对焊接合金的延展性和焊接性能没有不利影响。相反,添加超过5.0原子百分比的锌可以产生有效和显着的抗不利表面氧化。

通过在合金中添加锌,其中0.8≤锌原子百分比≤3.0,可以达到预期的效果。在此范围内,可以在所需的延展性和所需的表面氧化性之间实现理想的平衡。

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