[发明专利]一种高强度无镉低银银钎料

说明书

本发明公开了一种高强度无镉低银银钎料。所述的银钎料按质量百分数计，包括：9.0％～12.0％的Ag，36.0％～42.0％的Zn，0.6％～2.0％的Sn，0.5％～2.5％的In，0.5％～2.5％的Ga，0.1％～0.3％的Pr，0.002％～0.02％的Sm，0.002％～0.02％的Eu，余量为Cu。本发明的钎料固相线温度≤705℃，液相线温度≤760℃。配合市售FB102钎剂，钎焊紫铜‑不锈钢、紫铜‑黄铜、黄铜‑不锈钢、不锈钢‑不锈钢时，钎焊接头抗剪强度均高于BAg25CuZn钎料的水平，且优于现有的BAg12CuZn(Si)钎料。

技术领域

本发明属于金属材料类的钎焊材料技术领域，涉及一种高强度无镉低银银钎料。

背景技术

目前已有文献如GB/T 10046-2018《银钎料》中推荐的BAg25CuZn钎料，其熔化温度范围为固相线700℃，液相线790℃，是市场上非常受钎料用户钟爱的钎料。但是，其25％±1％的Ag含量，对于很多竞争激烈的行业来说“材料成本”偏高，降低银钎料中Ag的含量一直是相关制造业追求的目标。

作为BAg25CuZn钎料的“替代品”，BAg20CuZn(Si)钎料虽然固相线温度还稍低于BAg25CuZn钎料，但是，Ag含量仍然偏高，成本降低不显著。BAg12CuZn(Si)钎料银含量显著低于BAg25CuZn钎料，材料成本降低显著，但是，钎料的固相线、液相线温度均显著高于BAg25CuZn钎料，容易造成材料的“过烧”、“软化”，不利于许多材料或结构的钎焊。

本发明人通过文献检索发现，在已公开的中国专利文献中，有关新型低银钎料的技术信息略以例举，如CN105234586A公开的“一种无镉低银钎料”，其Ag含量在10.2～14.3wt.％范围，固相线温度在682～707℃，液相线温度在780～800℃；CN201310308083.6推荐的“一种连接黄铜和不锈钢的银钎料”，其Ag含量在18～22wt.％范围，固相线温度在640～690℃，液相线温度在770～800℃；CN200910097817.4提供的“含锂和铌的无镉银钎料及其生产方法”，其固相线温度在725℃～735℃，液相线温度在760℃～770℃；CN201610500401.2推荐的“一种含锰、锡的无镉低银钎料及其制备方法”，其Ag含量在13～19wt.％范围，固相线温度在685℃，液相线温度在765℃；CN110280924 B推荐的“一种低熔点低银无镉银钎料”，其Ag含量在11.0％～13.0％范围，钎料固相线温度≤765℃，液相线温度≤795℃；CN103817456B推荐的“含铍的低银无镉银钎料”，其Ag含量在l2％～16％范围，固相线温度为655℃土10℃，液相线温度为745℃土10℃等。

此外，已有无镉银钎料能够降低熔化温度(或称固相线温度、液相线温度)的共同特点是添加至少一种或多种低熔点元素如Sn(熔点231.9℃)、In(熔点156.6℃)、Ga(熔点29.76℃)、Li(熔点180.5℃)以及能降低钎料熔点的Ni元素等。由于In、Ga、Li属于“稀有元素”，全世界的年产量亦很有限，In、Ga的价格与白银相当或高于白银，Li的价格约在800-1000元/kg，远远高于Cu(约为35-40元/kg)，因此，当In、Ga添加量高于2.5wt.％时，批量生产应用的价值则会大大降低；Sn元素价格相对Ag来说不算高且储量较为丰富，但是，大量添加Sn时，由于易形成硬而脆的金属间化合物Cu₆Sn₅，造成银钎料“加工困难”，除了在BAg60CuSn钎料中Sn的添加量可以达到9.5％～10.5％外，在Ag-Cu-Zn-Sn系列钎料中一般添加量均在1.5％～2.5％，仅有个别型号如BAg56CuZnSn中Sn的添加量为4.5％～5.5％(参见GB/T 10046-2018《银钎料》第4页表1(续))。