專利名稱：高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釬料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于中溫釬焊替代含高銀的銀銅鋅鎘釬料的高 塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料及該釬料的加工工藝。
背景技術(shù)：
銀基釬料在各類機(jī)電、電器產(chǎn)品制造中的應(yīng)用已有八、九十年歷史，特別是近三十年 來，以空調(diào)、冰箱為代表的家電產(chǎn)品需求持續(xù)上升，釬焊技術(shù)的普及和應(yīng)用占有十分重要 作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)僅家電制造業(yè)每年消耗的銀釬料高達(dá)300噸，機(jī)電和工具制造 業(yè)每年消耗銀釬料350噸左右。在銀基釬料中以含鎘銀釬料幾十年來一直深受歡迎，特別 是B-Ag40CuZnCd釬料因其具有熔化溫度低、熔化區(qū)間小(595~630°C)釬焊工藝性優(yōu)異， 釬焊接頭綜合性能優(yōu)良，既能釬焊銅及銅合金，又能釬焊鋼、不銹本發(fā)明的無鉛無鎘節(jié)銀 銅基中溫釬料，釬料組織均勻、加工塑性好，成絲釬料的延伸率5〉 10%，加工成品率高 達(dá)98%，產(chǎn)品批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，可順利制成各種尺寸釬料0)0.8mmX (5~10kg)盤絲， 02.0mmX500mm、 O 1.6mmX450mm直絲及O 1.2mmXD9.4mm、 00.9mmXD23,5mm的 焊環(huán)等。
鋼(改變焊件裝配情況下)及異種金屬等，因此它一直在各類工業(yè)產(chǎn)品制造中獲得廣 泛的應(yīng)用，而且對(duì)于某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造，它還是最后組裝釬焊的首選釬料。
含鎘含鉛銀釬料在顯示其優(yōu)越性、獲得廣泛應(yīng)用的同時(shí)，鎘、鉛的毒性對(duì)人類造成的 危害也日益受到各國關(guān)注，不僅直接危害各類接觸人員健康，同時(shí)污染環(huán)境，已成為全球 性環(huán)境問題之一。近三十年來，人們?nèi)找鎻?qiáng)烈意識(shí)到積極解決鉛、鎘代用對(duì)保障人類健康 和社會(huì)健康發(fā)展有極重要意義。歐盟2003年批準(zhǔn)的WEEE和RoHS官方指令和我國信息產(chǎn) 業(yè)部等部委都決定，自2006年7月1日起投放市場(chǎng)的重點(diǎn)電子產(chǎn)品不得含鉛、鎘等有害 重金屬元素。 _

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的含鎘含鉛銀釬料所存在的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重、鎘鉛會(huì)對(duì)人體 造成危害、釬料合金脆性大、成本高的不足之處，提供一種成本低、釬料合金脆性小、具 有較低的熔化溫度和較窄的熔化區(qū)間、不含鎘和鉛的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是通過如下方式完成的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料包括
Cu(銅)、Sn(錫)、P(磷)、Ni(鎳)、Ag(銀)、Li(鋰)和La(鑭)，其中Li(鋰)和La(鑭)為 微量活性元素，其配比(按重量百分比計(jì))為Cu 82. 0~86. 4%、 Sn 7. 0~8. 0%、 P 5. 0~7. 0%、
Ni 1.2~2. 5%、 Ag《1.5%、 Li 0. 02~0. 08%、 La 0. 05~0. 12%。
本發(fā)明的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料制備步驟是
1、 按配比稱取原料。
2、 釬料合金煉制。加料順序除微量活性元素Li(鋰)和La(鑭)外，按各金屬熔化特性 來進(jìn)行；待Cu及(Cu-P)中間合金熔化后，加入中性覆蓋劑，攪拌、扒渣，加入Sn攪拌 3~9秒鐘，補(bǔ)加干餾過的木炭，加溫至U00 115(TC，靜置3~4分鐘降溫至950 100(TC， 加入微量活性元素充分?jǐn)嚢?如80kg —爐的攪拌10-15秒鐘)，降溫清渣，95(TC左右倒 入中間包，除氣、澆鑄成釬料鑄錠。
加入微量活性元素的方式采用中間合金加入法與活性元素直接法兩種，其中
Li最好采用中間合金加入法，Li的中間合金方式加入法Cu-Li中間合金采用真空感 應(yīng)熔煉制成Cu-6.6Li中間合金(Cu-7Li， 780 840'C); Cu-Li中間合金在合金溶液降溫(合 金溶液平穩(wěn))加入，升溫Cu-Li合金熔化攪拌5~15秒鐘，使Cu-Li中間合金均勻熔在合金 溶液中。
加入La微量活性元素的方式可分為中間合金加入法和直接加入法兩種
La的中間合金方式加入法La-Sn中間合金采用中頻感應(yīng)爐熔煉(也可用真空爐熔煉)
制成Sn-5La中間合金(Sn-5La， 500~60(TC)。
La的直接加入法將La用銅箔緊密包裹放入預(yù)制好表面有小孔的不銹鋼罩內(nèi)，把罩 快速向降溫的溶液合金壓入，溫度升回原位，攪動(dòng)不銹鋼罩20秒鐘左右La與銅箔完全溶 解，不銹鋼罩拿出。
3、 熱擠壓。釬料鑄錠先去皮清理后經(jīng)480土3(TC預(yù)熱，送入400土1(TC料筒擠壓后制 成絲狀釬料。其中，絲徑在①1.35 2.2mm,出絲的數(shù)量在4~6根時(shí)，擠壓速度控制在 40cm/min，擠壓比110~120。
根據(jù)需要，絲狀釬料可制成各種規(guī)格的釬料盤絲、釬料直絲及釬料焊環(huán)
釬料盤絲、釬料直絲采用熱拉絲加工方法制備，其中在熱拉絲過程中，電接觸加熱 (120-135V, 0.5-0.8A)，速度150 200轉(zhuǎn)/min，經(jīng)多道拉拔獲得所需絲徑的釬料盤絲或釬
料直絲。
釬料焊環(huán)采用制環(huán)機(jī)制備，在控制溫度和速度的情況下，可制成符合用戶要求規(guī)格的 釬料焊環(huán)，如Ol.0mmxD19.0mm、 O0.9mmxD23.5mm、①1.2mmxD12.6纖等規(guī)格的釬料焊環(huán)。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限 于這些實(shí)施例。實(shí)施例1
一種高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料的原料采用Cu(銅)、Sn(錫)、P(磷)、Ni(鎳)、Li(鋰)和 La(鑭)，其配比(按重量百分比計(jì))為:Cu 86.09%、 Sn 7.4%、 P 5.4%、 Ni 0.95%、 Li 0.04%、 La 0.12%，熔化溫度628 674。C，①2.0絲拉伸時(shí)延伸率S >13.0%，伴有明顯的均勻頸縮， 制環(huán)①1 .OmmXD12.8聽、①0.9mmXD23.5腿。
實(shí)施例2
一種高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料的原料采用Cu(銅)、Sn(錫)、P(磷)、Ni(鎳)、Ag(銀)、 Li(鋰)和La(鑭)'其配比(按重量百分比計(jì))為Cu 83.64%、 Sn7.3%、 P5.7%、 Nil.2%、 Ag 1.3%、 Li 0.06%、 La 0.8%，熔化溫度621-677°C ， O2.0絲拉伸時(shí)延伸率S ^10.0%, 伴有明顯的均勻頸縮，制環(huán)O1.0mmXD12.8mm、①0.9mmXD23.5mm。
實(shí)施例3
一種高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料的原料采用Cu(銅)、Sn(錫)、P(磷)、Ni(鎳)、Ag(銀)、Li(鋰) 和La(鑭)，其配比(按重量百分比計(jì))為Cu 83.87%、 Sn 7.5%、 P 5.6%、 Ni 1.48%、 Agl.4%、 Li 0.05%、 La 0.1%。熔化溫度626~672°C，①2.0絲拉伸時(shí)延伸率S =21.5%，伴 有明顯的均勻頸縮，制環(huán)①1.0mmXD12.8mm、①0.9mmXD23.5mm。
權(quán)利要求
1、一種高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征是該中溫釬料包括Cu(銅)、Sn(錫)、P(磷)、Ni(鎳)、Ag(銀)、Li(鋰)和La(鑭)，其中Li(鋰)和La(鑭)為微量活性元素，其配比(按重量百分比計(jì))為Cu 82.0～86.4％、Sn 7.0～8.0％、P 5.0～7.0％、Ni 1.2～2.5％、Ag≤1.5％、Li 0.02～0.08％、La 0.05～0.12％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征在于該高塑性環(huán)保節(jié)銀 中溫釬料的制備步驟是(1) 、按配方稱取原料；(2) 、釬料合金煉制，加料順序除微量活性元素Li(鋰)和La(鑭)外，按各金屬熔化特性 來進(jìn)行，待Cu及(Cu-P)中間合金熔化后，加入中性覆蓋劑，攪拌、扒渣，加入Sn攪拌 3~9秒鐘，補(bǔ)加干餾過的木炭，加溫至1100~1150°C，靜置3 4分鐘降溫至950 100(TC， 加入微量活性元素充分?jǐn)嚢?如80kg—爐的攪拌10 15秒鐘)，降溫清渣，95(TC左右倒 入中間包，除氣、澆鑄成釬料鑄錠；(3) 、熱擠壓，釬料鑄錠先去皮清理后經(jīng)480土3(TC預(yù)熱，送入400士1(TC料筒擠壓后制 成絲狀釬料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征在于在該高塑性環(huán)保節(jié) 銀中溫釬料的制備步驟中，加入微量活性元素Li是采用中間合金加入法，其中Cu-Li中 間合金采用真空感應(yīng)熔煉制成Cu-6.6Li中間合金(Cu-7Li， 780~840°C); Cu-Li中間合金 在合金溶液降溫(合金溶液平穩(wěn))加入，升溫Cu-Li合金熔化攪拌5~15秒鐘，使Cu-Li 中間合金均勻熔在合金溶液中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征在于在該高塑性環(huán)保節(jié) 銀中溫釬料的制備步驟中，加入微量活性元素La是采用中間合金加入法，其中La-Sn中 間合金采用中頻感應(yīng)爐熔煉，制成Sn-5La中間合金(Sn-5La， 500~600°C)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征在于在該高塑性環(huán)保節(jié) 銀中溫釬料的制備步驟中，加入微量活性元素La是采用中間合金加入法，其中La-Sri中 間合金采用真空爐熔煉，制成Sn-5La中間合金(Sn-5La， 500~600°C)。
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6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料，其特征在于在該高塑性環(huán)保節(jié) 銀中溫釬料的制備步驟中，加入微量活性元素La是采用直接加入法，其中將La用銅箔 緊密包裹放入預(yù)制好表面有小孔的不銹鋼罩內(nèi)，把罩快速向降溫的溶液合金壓入，溫度升 回原位，攪動(dòng)不銹鋼罩20秒鐘左右La與銅箔完全溶解，不銹鋼罩拿出。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于中溫釬焊替代含高銀的銀銅鋅鎘釬料的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料及該釬料的加工工藝。本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的含鎘含鉛銀釬料所存在的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重、鎘鉛會(huì)對(duì)人體造成危害、釬料合金脆性大、成本高的不足之處，提供一種成本低、釬料合金脆性小、具有較低的熔化溫度和較窄的熔化區(qū)間、不含鎘和鉛的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料。本發(fā)明高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料包括Cu、Sn、P、Ni、Ag、Li和La，其中Li和La為微量活性元素。本發(fā)明的高塑性環(huán)保節(jié)銀中溫釬料制備步驟是按配方稱取原料；釬料合金通過煉制，制成釬料鑄錠；釬料鑄錠通過熱擠壓制成絲狀釬料。絲狀釬料可制成各種規(guī)格的釬料盤絲、釬料直絲及釬料焊環(huán)。
文檔編號(hào)B23K35/00GK101342644SQ20071006956
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者鵬 何, 張理成, 翟宗仁, 許桂法, 麗 鄭, 陳亦軍 申請(qǐng)人:金華市信和焊材制造有限公司