[发明专利]低熔点低镉银钎料

说明书

一种低熔点低镉银钎料，属于金属钎焊材料技术领域。其化学组成按质量百分数配比为：24‑26%的Ag，30‑41%的Cu，0.05‑0.13%的Cd，0.001‑0.005%的In，0.001‑0.005%的Ga，余为Zn。具有良好的润湿铺展性、降低了作为稀有元素的铟和镓的含量、摒弃了锡元素并且具有优良的钎缝力学性能等特点，比BAg25CuZn、BAg25CuZnSn钎料具有较低的熔化温度范围，使得钎料在钎焊时易于操作，降低了钎焊操作工的技术难度，特别适用于除RoHS指令限制的电子电气设备等行业外的其它工业产品的钎焊，避免了因钎焊温度过高而引起的工件氧化甚至软化、钎焊接头强度下降等问题。

技术领域

本发明属于金属钎焊材料技术领域，具体涉及一种低熔点低镉银钎料。

背景技术

已有技术如(GB/T 10046-2008《银钎料》)中推荐的BAg25CuZnCd钎料的熔化温度范围为固相线607℃，液相线682℃，其“较低”的熔化温度范围使得钎焊时操作方便、工艺简便，曾经是钎料用户钟爱的钎料之一。但是，由于RoHS指令以及中国环境保护部第39号部令(2016年8月1日起实施)对Cd元素使用的限制，BAg25CuZnCd钎料的应用受到了影响，于是，以下两种钎料被作为BAg25CuZnCd钎料的“替代品”：一为BAg25CuZn钎料；二为BAg25CuZnSn钎料。前者(即BAg25CuZn钎料)由于其化学成分中的主要元素为Ag、Cu、Zn，且Ag含量为24.0％～26.0％，因而其熔化温度范围为固相线700℃，液相线790℃；而后者(即BAg25CuZnSn钎料)虽然添加了1.5％～2.5％的Sn元素，使得其熔化温度范围降低至固相线680℃，液相线760℃，但仍然大大高于BAg25CuZnCd钎料的固相线607℃、液相线682℃的熔化温度范围。因此，如何降低银钎料的熔化温度范围并使其具有优良的润湿、铺展性能和钎缝力学性能而藉以满足工业4.0时代钎焊接头对高性能、高效率、低成本的要求成了业界关注并期望突破的课题。

本申请人进行了文献检索，在已公开的中国专利文献中虽然见诸有银钎料的技术信息，略以例举的如CN100377832C推荐的“含镓和铈的无镉银钎料”，其固相线温度在605℃～615℃，液相线温度在635℃～645℃；CN100352597C提供的“含镓、铟和铈的无镉银钎料”，其固相线温度在640℃～650℃，液相线温度在685℃～710℃；CN100420538C介绍的“一种含镓、铟和铈的无镉银基钎料”，其固相线温度在650℃～665℃，液相线温度在730℃～745℃等等。

已有技术中的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)的共同特点是在配方中添加了质量％比至少为1％以上的一种或多种低熔点元素如Sn、Ga、In等。但是，由于Ga、In属于稀有元素，全世界的年产量十分有限，价格与白银相当甚至高于白银，因此，不具备大批量应用的价值；Sn元素价格不高且储量丰富，但是，大量添加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％，个别如BAg56CuZnSn中Sn的添加量为4.5％～5.5％(参见GB/T10046-2008《银钎料》表2)。

但是，包括前述专利文献在内的已有技术中的主成份为Ag、Cu、Zn元素(不含磷元素，归类为GB/T 10046-2008的银钎料)以及Ga、In、Sn元素含量低于0.15％的所有银钎料，均不足以使液相线温度≤710℃而藉以接近BAg25CuZnCd钎料的液相线温度682℃的“无镉银钎料”。为此，本申请人进行了深入的探索并且作了反复的试验，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著降低熔点、有利于体现优异的润湿铺展性、有益于显著降低铟和镓的含量并且摒弃锡元素的低熔点低镉银钎料。