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科普| 合金元素对银基钎料的影响
发表时间:2023-10-09 16:11:24  |  点击率:110

银基钎料主要是在银铜等合金的基础上加入一些其它合金元素形成不同系列的钎料。合金元素以不同的作用方式影响着银基钎料。


01

元素:Zn


加入Zn在Ag一Cu一Zn三元系中形成具有良好塑性和强度的α一 (Cu-Zn)和α-- (Ag-Zn)相、高强度中等塑性的β相、其他β、γηε等脆性相。可以降低熔点,改善对Cu,Al,Fe,Ni的润湿性,提高合金抗硫化腐蚀能力。含量过高会导致脆性相增加,难加工,Zn含量一般不超过40wt.%。



02

元素:Mn


提高银基钎料塑性和高温强度,降低熔点、改善润湿性能、不影响钎料塑性、具有二次脱氧作用,改善钎料合金对不锈钢和钛合金的润湿性,并提高钎焊接头强度。


03

元素:Ni


提高银基钎料对不锈钢和硬质合金的润湿性能,改善钎缝塑性,通过增加铺展面积提高钎缝的连接强度。能够提高钎料均匀性和钎焊接头耐蚀性与热强性,但能提高钎料液相线温度。


04

元素:Sn


显著降低AgCuZn三元合金固、液相线温度,缩小温度区间,改善钎料流动性、提高润湿性能和接头强度。添加2~5wt.%的锡,合金微观组织主要由富Cu相、CuZn化合物相、Cu5.6Sn化合物相、Cu40.5Sn11化合物相和Ag 的析出相组成,加入过量Sn元素后生成粗大树枝晶,使钎料脆性增大。


05

元素:In\Ga


显著降低Ag-Cu一Zn系熔化温度,改善润湿性、钎缝力学性能、钎料组织。Ga 与 Ag、Cu、Zn均能形成固溶体,Cu-Ga形成包晶型二元状态图,Ga在Cu中可溶解17.5wt.%,形成单相a固溶体,塑性、可加工性好。但过量的Ga使得Ag 一Ga合金变脆,难于加T。南京航空航天大学的研究结果表明:添加3wt.%Ga可使Ag-Cu一Zn钎料固相线降低52℃,液相线降低68℃;在含Ga量为3.0wt.%的基础上添加2.0wt.%的In可使Ag一Cu--Zn钎料的固相线降低81℃,液相线降低140℃。随Ga、In含量增加,钎料润湿性整体均呈上升趋势,钎料在紫铜和黄铜上铺展结果趋势一致。含Ga、In银基钎料在紫铜、黄铜上铺展面积比不含Ga、In银基钎料增加了60%左右,同含量钎料在黄铜上铺展面积要大于紫铜。当含3.0wt.%Ga、含1.5~2.0wt.%钢时,铺展效果最佳。



06

元素:Pd





提高熔化温度,减小钎料合金向基体扩散。



07

元素:P





可使熔化温度大大降低,降低液态钎料与试件间的表面张力,改善钎料润湿性和流动性。同时漫流、填缝性能和钎焊接的机械性能均下降。显微组织分析表明-18]:AgCuZnSn合金微观组织主要由CuZn化合物相、Cu5.6Sn化合物相和Ag 的析出相组成,AgCuZnSn 钎料合金中加入Р后生成黑灰色Cu3P化合物。



08

元素:Zr





能够钉扎晶界和亚晶界,细化晶粒,抑制热处理过程中Ag沉淀的作用,增强基体强度,又不会明显降低导电、导热性能。



09

元素:Al





降低熔点,增加钎料合金抗高温氧化和抗盐雾腐蚀性能。



10

元素:Si





明显降低Ag—Cu—Pd熔化温度。



11

元素:Li





提高流动性和润湿性。



12

元素:Cd





可以显著降低合金熔点,缩小熔化温度区间,改善钎焊工艺性能。



13

元素:Re





改善钎料润湿性能并细化晶粒,防止钎焊过程中银基钎料氧化,同时净化纤缝晶界,从而提高纤缝抗疲劳强度。加入微量稀土可以细化钎料组织,抑制金属间化合物生长,使金属间化合物分布更加均匀,改善钎料润湿性,但随稀土含量增加,钎料润湿性能降低。对Ag一Cu一Ti钎料的熔化温度无明显影响,但可显著提高钎料润湿性能和显微硬度。


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