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1、(10)申请公布号 CN 102513720 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102513720 A *CN102513720A* (21)申请号 201110437617.6 (22)申请日 2011.12.23 B23K 35/26(2006.01) B23K 35/36(2006.01) B23K 35/40(2006.01) C22C 1/02(2006.01) C22C 13/00(2006.01) (71)申请人 哈尔滨工业大学深圳研究生院 地址 518000 广东省深圳市南山区西丽镇深 圳大学城哈工大校区 (72)发明人 李明雨 肖勇 计红军 (74)专利代理。
2、机构 深圳市科吉华烽知识产权事 务所 44248 代理人 胡吉科 罗志强 (54) 发明名称 一种高性能锡基钎料合金及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种高性能锡基钎料合金， 包括锡基钎料基体和难熔硬质弥散强化相， 所 述高性能锡基钎料合金还包括重量百分含量为 0.01% 2% 的掺杂元素， 所述掺杂元素为 Fe、 Ni、 Y、 Ag、 Ti、 Zr、 Hf、 Sb 中的一种或几种。本发明的 锡基钎料合金通过掺杂相的加入， 改善了锡基钎 料基体与颗粒增强相之间的界面结合性能， 减少 颗粒增强相在重熔时的团聚， 从而力学性能得到 提高。本发明还公开了高性能锡基钎料合金的制 备方法。本发明。
3、方法将粉末冶金制备过程和超声 辅助熔铸过程结合使颗粒增强相高度弥散均匀分 布 ； 并克服了单纯采用超声熔铸方法难以加入颗 粒增强相的问题， 提高了锡基钎料合金的力学性 能， 而且钎料重熔后其性能基本保持稳定。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 1/2 页 2 1. 一种高性能锡基钎料合金， 包括锡基钎料基体和难熔硬质弥散强化相， 其特征在于 ： 所述高性能锡基钎料合金还包括重量百分含量为0.01%2%的掺杂元素， 所述掺杂元素为 Fe、 Ni、 Y、 Ag、 Ti、 Zr、。
4、 Hf、 Sb 中的一种或几种。 2. 根据权利要求 1 所述的高性能锡基钎料合金， 其特征在于 ： 所述难熔硬质弥散强化 相为 SiC、 TiO2、 ZrO2、 Y2O3、 MgO、 Al2O3 、 TiB2、 CNTs 和 Cu6Sn5中的一种或几种， 其重量百分含 量为 0.02% 2%。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的高性能锡基钎料合金， 其特征在于 ： 所述锡基钎料基体 为 Sn-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi 或 Sn-Zn 合金。 4. 如权利要求 1、 2 或 3 所述的高性能锡基钎料合金的制备方法， 其特征在于 ： 形成所 述锡基钎。
5、料基体的锡基钎料包括锡基钎料粉末或者不少于锡基钎料基体重量 10% 的锡基 钎料粉末和余下重量的铸态锡基钎料， 所述制备方法包括依次进行的下列步骤 ： A1、 将所述锡基钎料粉末、 难熔硬质弥散强化相粉末和掺杂元素粉末与乙醇和 / 或钎 剂混合制成浆状或者膏状混合物 ； A2、 将所制得的浆状或者膏状混合物置于 50 100下真空干燥， 然后在 400MPa 700MPa 压力下冷压成型得复合合金块 ； A3、 将铸态锡基钎料、 复合合金块置于容器中完全融化成熔体， 并使熔体温度高于所述 锡基钎料的液相线温度 10 200 ； A4、 对熔体施加超声振动 1 20 次， 每次超声振动时间为 5。
6、 300 秒， 当施加两次以上 时超声间隔时间为 5 60 秒， 然后浇铸成型得高性能锡基钎料合金。 5. 根据权利要求 4 所述的高性能锡基钎料合金的制备方法， 其特征在于 ： 所述步骤 A1 中的混合采用球磨法， 球磨气氛为 Ar， 球料比为 5 1 20 1， 转速为 100rpm 300rmp， 球磨时间为 1 10 小时 ； 或者直接采用手工或机械搅拌混合， 搅拌时间为 5 60 分钟。 6. 根据权利要求 4 或 5 所述的高性能锡基钎料合金的制备方法， 其特征在于 ： 所述步 骤 A4 中施加超声振动时将超声变幅杆伸入熔体内直接施加于熔体， 或者将超声变幅杆施 加超声振动于容器侧。
7、面或底部。 7. 根据权利要求 4、 5 或 6 所述的高性能锡基钎料合金的制备方法， 其特征在于 ： 当形 成所述锡基钎料基体的锡基钎料包括铸态锡基钎料时， 所述步骤 A3 包括以下分步骤 ： 先使 铸态锡基钎料在容器中完全熔化， 然后再加入复合合金块使之融化。 8. 根据权利要求 4 或 5 所述的高性能锡基钎料合金的制备方法， 其特征在于 ： 所述难 熔硬质弥散强化相粉末的平均粒径为 30 2000nm， 所述锡基钎料粉末的平均粒径为 1 500m。 9. 一种高性能锡基钎料合金的制备方法， 所述高性能锡基钎料合金包括锡基钎料基 体和重量百分含量为 0.02% 2% 的难熔硬质弥散强化相。
8、， 所述锡基钎料基体为 Sn-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi或Sn-Zn合金， 所述难熔硬质弥散强化相为SiC、 TiO2、 ZrO2、 Y2O3、 MgO、 Al2O3 、 TiB2、 CNTs 和 Cu6Sn5中的一种或几种， 其特征在于 ： 形成所述锡基钎料基体的锡 基钎料包括锡基钎料粉末或者不少于锡基钎料基体重量 10% 的锡基钎料粉末和余下重量 的铸态锡基钎料， 所述制备方法包括依次进行的下列步骤 ： B1、 将所述锡基钎料粉末和难熔硬质弥散强化相粉末与乙醇和 / 或钎剂混合制成浆状 或者膏状混合物 ； 权 利 要 求 书 CN 102513720。
9、 A 2 2/2 页 3 B2、 将所制得的浆状或者膏状混合物置于 50 100下真空干燥， 然后在 400MPa 700MPa 压力下冷压成型得复合合金块 ； B3、 将铸态锡基钎料、 复合合金块置于容器中完全融化成熔体， 并使熔体温度高于所述 锡基钎料的液相线温度 10 200 ； B4、 对熔体施加超声振动 1 20 次， 每次超声振动时间为 5 300 秒， 超声间隔时间为 5 60 秒， 然后浇铸成型得高性能锡基钎料合金。 权 利 要 求 书 CN 102513720 A 3 1/6 页 4 一种高性能锡基钎料合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种锡基钎料合金， 尤其是。
10、一种高性能颗粒增强锡基钎料合金。本发 明还涉及高性能锡基钎料合金的制备方法。 背景技术 0002 随着电子产品向体积微型化和功能集成化方向的迅速发展， 使得它们对现有封装 材料的可靠性提出了更高要求。颗粒增强钎料目前被认为是提高钎料性能的很有应用前 景的一种电子封装材料， 通过向钎料基体中加入硬质难熔第二相 （如陶瓷和高熔点金属颗 粒） ， 可以实现在较小影响钎料熔点和韧性的前提下大幅度提高钎料的强度和有效使用温 度区间。 0003 对于一般的颗粒增强合金而言， 其性能提升的关键在于尽可能减小增强颗粒的粒 径并让他们均匀分布于金属基体内。然而对于颗粒增强钎料而言， 由于在实际使用时还需 要经过。
11、不同温度和时间的重熔， 因此其对颗粒增强相在熔融钎料内的稳定性提出了较高的 要求。 避免颗粒增强相在熔融钎料内发生团聚和分离是提高复合钎料焊点可靠性的关键所 在。 在复合钎料重熔时， 颗粒增强相的团聚与增强相的粒径、 钎料内的孔隙率以及增强相与 钎料基体的界面结合性能有关， 粒径越小、 孔隙度越高、 界面结合性能越差， 则颗粒增强相 越容易在熔融钎料内发生团聚。颗粒增强的分离主要受增强相密度和粒径的影响， 具体的 关系为 ： 增强相的分离速度与增强相和钎料基体密度的差值成正比， 与增强相的粒径平方 成反比。 对于均匀弥散分布的纳米颗粒增强相而言， 增强相的分离速度将变得非常缓慢， 在 通常的钎。
12、料重熔焊接时， 纳米颗粒增强相的分离几乎可以忽略。 然而， 一旦钎料内存在气泡 或钎料与增强相结合性能较差时， 纳米增强相将极易团聚， 并加快增强相的分离。 0004 机械合金化法和粉末冶金方法是常用的颗粒增强金属基复合材料制备方式， 采用 该种方法制备的复合材料其增强颗粒能达到很好的弥散度， 然而该方法制备的复合钎料孔 隙度高， 在钎料的重熔过程中， 熔融钎料内的气孔将促进维纳颗粒增强相的团聚， 并降低颗 粒增强相的强化效果 ； 此外， 团聚后的增强相将更容易在熔融的液态钎料内发生分离， 从而 进一步衰减增强相的强化效果。 再者， 由于陶瓷增强相普遍具有较低的界面结合性能， 对于 低熔点的锡。
13、基钎料合金而言， 例如 ： Sn-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi 和 Sn-Zn 等锡基 系列合金， 很难通过机械合金化的方法来改善钎料合金与增强相之间的结合性能， 而这也 将引起增强相的团聚。 0005 采用超声辅助轻合金铸造的方法已经有了较多研究和报道， 通过在合金凝固过程 中持续超声， 超声的空化作用和液流搅拌作用可以起到很好的均匀组织、 细化晶粒作用 ； 此 外， 当熔融合金中含有未熔的第二相时， 超声不仅可以使第二相弥散均匀分布， 还可以促 进液态基体与未熔第二相之间的润湿， 使得未熔第二相在合金熔化时起到形核剂的作用， 细化晶粒并增强合金力学性能。
14、。对于锡基钎料合金而言， 由于该合金具有较大的密度 （约 6.5g/cm3） ， 而常用的颗粒增强相密度较低 （约 3.5g/cm3） ， 因此在钎料熔融的过程中即便有 超声或机械辅助搅拌也很难将足量的增强相加入到钎料基体中。正因为如此， 目前尚未发 说 明 书 CN 102513720 A 4 2/6 页 5 现有人采用超声辅助的方法制备颗粒增强锡基钎料合金， 也未能获得能克服钎料合金重熔 时颗粒增强相团聚、 力学性能得到明显提高的锡基钎料合金。 发明内容 0006 为解决上述现有技术存在的问题， 本发明提供一种高性能锡基钎料合金， 这种锡 基钎料合金具有明显提高的力学性能和耐腐蚀性能。 本。
15、发明还提供了高性能锡基钎料合金 的制备方法。 0007 本发明所采用的技术方案是 ： 一种高性能锡基钎料合金， 包括锡基钎料基体和难 熔硬质弥散强化相， 所述高性能锡基钎料合金还包括重量百分含量为0.01%2%的掺杂元 素， 所述掺杂元素为 Fe、 Ni、 Y、 Ag、 Ti、 Zr、 Hf、 Sb 中的一种或几种。 0008 优选的， 所述难熔硬质弥散强化相为 SiC、 TiO2、 ZrO2、 Y2O3、 MgO、 Al2O3 、 TiB2、 CNTs （碳纳米管， 以下同） 和 Cu6Sn5中的一种或几种， 其重量百分含量为 0.02% 2%。 0009 优选的， 所述锡基钎料基体为 Sn。
16、-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi 或 Sn-Zn 合 金。 0010 本发明的制备如上所述的高性能锡基钎料合金的方法， 其中形成所述锡基钎料基 体的锡基钎料包括锡基钎料粉末或者不少于锡基钎料基体重量 10% 的锡基钎料粉末和余 下重量的铸态锡基钎料， 所述制备方法包括依次进行的下列步骤 ： A1、 将所述锡基钎料粉末、 难熔硬质弥散强化相粉末和掺杂元素粉末与乙醇和 / 或钎 剂混合制成浆状或者膏状混合物 ； A2、 将所制得的浆状或者膏状混合物置于 50 100下真空干燥， 然后在 400MPa 700MPa 压力下冷压成型得复合合金块 ； A3、 将铸态锡。
17、基钎料、 复合合金块置于容器中完全融化成熔体， 并使熔体温度高于所述 锡基钎料的液相线温度 10 200 ； A4、 对熔体施加超声振动 1 20 次， 每次超声振动时间为 5 300 秒， 当施加两次以上 时超声间隔时间为 5 60 秒， 然后浇铸成型得高性能锡基钎料合金。 0011 作为进一步改进， 所述步骤 A1 中的混合采用球磨法， 球磨气氛为 Ar， 球料比为 5 1 20 1， 转速为 100rpm 300rmp， 球磨时间为 1 10 小时 ； 或者直接采用手工或 机械搅拌混合， 搅拌时间为 5 60 分钟。 0012 作为进一步改进， 所述步骤 A4 中施加超声振动时将超声变幅。
18、杆伸入熔体内直接 施加于熔体， 或者将超声变幅杆施加超声振动于容器侧面或底部。 0013 作为进一步改进， 当形成所述锡基钎料基体的锡基钎料包括铸态锡基钎料时， 所 述步骤 A3 包括以下分步骤 ： 先使铸态锡基钎料在容器中完全熔化， 然后再加入复合合金块 使之融化。 0014 作为进一步改进， 所述难熔硬质弥散强化相粉末的平均粒径为 30 2000nm， 更优 选为 60 1000nm ； 所述锡基钎料粉末的平均粒径为 1 500m， 更优选为 1 200m。 0015 另外， 在本发明制备方法的构思下， 还提供了一种不含掺杂元素的高性能锡基 钎料合金的制备方法， 所述高性能锡基钎料合金包括。
19、锡基钎料基体和重量百分含量为 0.02% 2% 的难熔硬质弥散强化相， 所述锡基钎料基体为 Sn-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi 或 Sn-Zn 合金， 所述难熔硬质弥散强化相为 SiC、 TiO2、 ZrO2、 Y2O3、 MgO、 Al2O3 、 TiB2、 说 明 书 CN 102513720 A 5 3/6 页 6 CNTs 和 Cu6Sn5中的一种或几种， 形成所述锡基钎料基体的锡基钎料包括锡基钎料粉末或者 不少于锡基钎料基体重量 10% 的锡基钎料粉末和余下重量的铸态锡基钎料， 所述制备方法 包括依次进行的下列步骤 ： B1、 将所述锡基钎料粉末。
20、和难熔硬质弥散强化相粉末与乙醇和 / 或钎剂混合制成浆状 或者膏状混合物 ； B2、 将所制得的浆状或者膏状混合物置于 50 100下真空干燥， 然后在 400MPa 700MPa 压力下冷压成型得复合合金块 ； B3、 将铸态锡基钎料、 复合合金块置于容器中完全融化成熔体， 并使熔体温度高于所述 锡基钎料的液相线温度 10 200 ； B4、 对熔体施加超声振动 1 20 次， 每次超声振动时间为 5 300 秒， 超声间隔时间为 5 60 秒， 然后浇铸成型得高性能锡基钎料合金。 0016 本发明的高性能锡基钎料合金通过掺杂相的加入， 改善了锡基钎料基体与颗粒增 强相之间的界面结合性能， 。
21、减少颗粒增强相在重熔时的团聚， 从而力学性能得到提高 ； 此外 掺杂相的加入还提高了锡基钎料合金的耐腐蚀性能。 0017 本发明的高性能锡基钎料合金的制备方法将粉末冶金制备过程和超声辅助熔铸 过程结合使颗粒增强相、 掺杂元素高度弥散均匀分布 ； 粉末冶金与超声作用相结合的方法 还克服了单纯采用超声熔铸方法难以加入颗粒增强相的问题， 实现了含有较大质量百分比 颗粒增强相复合钎料的制备 ； 在钎料熔融时超声的空化作用能彻底的吸附纳米增强颗粒界 面的气膜， 从而促进颗粒增强相的分布， 促进界面润湿和界面反应的进行 ； 避免了锡基钎料 合金在后续的重熔使用中颗粒增强相再次发生团聚以及避免了钎料中夹杂物。
22、的存在， 从而 提高了锡基钎料合金的力学性能和耐腐蚀性能， 而且钎料重熔后其性能基本保持稳定。 具体实施方式 0018 以下结合实施例对本发明作详细说明， 通过这些实施例可以进一步清楚地了解本 发明。但它们不是对本发明的限定。 0019 本发明的优选的高性能锡基钎料合金， 包括锡基钎料基体和难熔硬质弥散强化相 和重量百分含量为 0.01% 2% 的掺杂元素， 掺杂元素选自 Fe、 Ni、 Y、 Ag、 Ti、 Zr、 Hf、 Sb 中 的一种或几种 ； 难熔硬质弥散强化相选自 SiC、 TiO2、 ZrO2、 Y2O3、 MgO、 Al2O3 、 TiB2、 CNTs 和 Cu6Sn5中的一种。
23、或几种， 其重量百分含量为 0.02% 2% ； 锡基钎料基体为 Sn-Ag-Cu、 Sn-Cu、 Sn-Ag、 Sn-Pb、 Sn-Bi 或 Sn-Zn 合金。掺杂元素的优选含量为 0.05 0.5%， 难熔硬质弥散强 化相的优选含量为 0.1 1%。 0020 可以通过下列步骤制备高性能锡基钎料合金， 其中形成锡基钎料基体的锡基钎料 可以全部是锡基钎料粉末， 或者既使用锡基钎料粉末又使用铸态锡基钎料， 但锡基钎料粉 末的用量不少于锡基钎料基体重量的 10%。下列步骤是依次进行的 ： (1)、 将锡基钎料粉末、 难熔硬质弥散强化相粉末和掺杂元素粉末与乙醇和 / 或钎剂 混合制成浆状或者膏状混。
24、合物 ； 其中难熔硬质弥散强化相粉末的平均粒径优选为 30 2000nm， 更优选为 60 1000nm ； 锡基钎料粉末的平均粒径优选为 1 500m， 更优选为 1 200m， 掺杂元素粉末的粒径没有特别要求 ； 钎剂没有特别要求， 采用通用的产品即可， 乙醇 和钎剂的用量也没有特别限定， 以体积计量为混合粉料的 1/101/5 为佳 ； 混合的方法也没 说 明 书 CN 102513720 A 6 4/6 页 7 有特别要求， 例如采用球磨法， 球磨气氛为 Ar， 球料比为 5 1 20 1， 转速为 100rpm 300rmp， 球磨时间为 1 10 小时 ； 或者直接采用手工或机械搅。
25、拌混合， 搅拌时间为 5 60 分钟。 0021 (2)、 将所制得的浆状或者膏状混合物置于 50 100下真空干燥， 除去挥发 物， 然后在 400MPa 700MPa 压力下冷压成型得复合合金块 ； (3)、 将铸态锡基钎料、 复合合金块置于容器中完全融化成熔体， 并使熔体温度高于锡 基钎料的液相线温度10200； 当锡基钎料包括铸态锡基钎料时， 优选的方法是先使铸 态锡基钎料在容器中完全熔化， 然后再加入复合合金块使之融化得到熔体， 能够防止冷压 成型的复合合金块在融化过程中过度氧化 ； 所用容器可以选用钛合金锡锅。 0022 (4)、 将超声变幅杆伸入熔体中， 浸入熔体的深度优选为55。
26、0mm， 预热310s后 启动超声振动， 超声振动一定时间后停止振动并从熔融钎料内拔出超声变幅杆， 停顿一定 时间后再次将超声变幅杆伸入熔融钎料内， 经预热后重新启动超声振动， 对熔体施加超声 振动 1 20 次， 每次超声振动时间为 5 300 秒， 超声间隔时间为 5 60 秒 ； 优选的参数 为 ： 超声频率 15 70KHz、 、 输入的超声功率值与被作用熔体体积的比值为 5 200W/cm3、 超声振幅10150微米 ； 超声变幅杆也可以不伸入熔体内， 而是作用于容器侧面或底部， 通 过对容器施加超声振动， 再通过容器将超声间接传递至熔体。超声作用结束后将熔体浇铸 成型得高性能锡基钎。
27、料合金。 0023 在步骤(3)和(4)的过程中， 均在真空或惰性气体如氩气气氛下实施， 对避免合金 的氧化是有利的。 0024 制备方法的步骤 (1) 中不使用掺杂元素， 其他条件和步骤不变， 可制得不含掺杂 元素的高性能锡基钎料合金。 0025 实施例 1 本实例所用的材料为 ： 粒径约为 2m 的 Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305） 锡基钎料粉末、 纯钛 金属粉末和粒径为 60nm 的 SiC 粉末。锡锅材质为纯钛， 尺寸为 ： 38mm35mm， 实际操作中 一次熔锡量为 200g。超声变幅杆材质为钛合金 （Ti-6Al-4V） ， 超声功率为 1000W， 超声振动 时间为。
28、 120 秒， 超声频率为 20KHz， 超声变幅杆浸入熔融钎料中的深度为 5mm。 0026 取 SAC305 钎料粉 199.4g、 SiC 粉末 0.4g 和纯钛金属粉末 0.2g， 将上述粉末倒入 球磨罐中进行球磨。球料比为 5:1， 球磨罐和磨球材质均为氧化锆， 球磨介质为钎剂和酒精 的混合液， 球磨保护气氛为Ar， 球磨时间为1h， 球磨转速为200rpm。 将球磨好的浆状混合物 取出后于真空干燥箱中烘干， 随后通过冷压成型工艺将粉末压成平均质量为 40g 的复合合 金块。 0027 将总质量为 200g 的上述复合合金块放入纯锡锡锅内， 通过锡炉将快速加热至 300并保持恒温， 。
29、使复合合金块完全熔化成熔体 ； 将超声变幅杆伸入熔体中， 预热 5 秒后 开启超声振动。待超声振动 250 秒后结束超声振动并将超声变幅杆拔出， 同时取出纯锡锅 将熔体浇注于钢模内， 至此完成锡基钎料合金的制备。上述过程均在 Ar 保护气氛下完成。 0028 SEM 表征结果表明， 该锡基钎料合金内显微组织颗粒细小、 尺寸均一、 分布均匀， 并 且经过一定温度重熔后该组织基本保持稳定。钎料熔点和显微硬度测试结果表明 ： 该新型 钎料合金的熔点为217.2， 与普通SAC305熔点 （218） 相当 ； 新型钎料合金的平均硬度为 23.27HV， 相比普通钎料硬度 （16.32HV） ， 该新型。
30、钎料合金硬度提高了 42.59%。 说 明 书 CN 102513720 A 7 5/6 页 8 0029 实施例 2 本 实 例 所 用 的 材 料 为 ： Sn-0.3Ag-0.7Cu 铸 造 合 金 条、 Hf 粉、 粒 径 约 为 10m 的 Sn-0.3Ag-0.7Cu 钎料合金粉末和粒径约为 1m 的 ZrO2粉末。锡锅材质为纯钛， 尺寸为 ： 38mm35mm， 实际操作中一次熔锡量为 200g。超声变幅杆材质为钛合金 （Ti-6Al-4V） ， 超 声功率为 1200W， 超声频率为 20KHz， 超声变幅杆浸入熔融钎料中的深度为 5mm。 0030 取 Sn-0.3Ag-0.。
31、7Cu 钎料粉 97.8 克、 ZrO2粉末 2g 和 Hf 粉 （油浸 Hf 粉， 真空烘干 后称重） 0.2 克， 将上述导入球磨罐中进行球磨。球料比为 10:1， 球磨罐和磨球材质均为 氧化锆， 球磨介质为钎剂和酒精的混合液， 球磨保护气氛为 Ar， 球磨时间为 2h， 球磨转速为 200rpm。将球磨好的钎料粉取出后于真空干燥箱中烘干， 随后通过冷压成型工艺将粉末压 成 5 个平均质量为 20g 的复合合金块。 0031 将质量为 100g 的 Sn-0.3Ag-0.7Cu 铸造合金条放入纯锡锡锅内， 通过锡炉将钎料 加热至 280并保持恒温， 此时钎料处于熔融状态 ； 将采用粉末冶金。
32、方法制得的 100g 复合 合金块置入熔融钎料内， 同时将超声变幅杆伸入熔融钎料中， 预热 5 秒后开启超声振动， 超 声振动时间为 200 秒， 振动结束后拔出超声变幅杆让熔融钎料静置 10 秒， 随后再次将超声 变幅杆伸入钎料中并开启超声振动， 接下来的步骤与第一次超声作用一致， 如此一共往复 3 次。待第三次超声作用结束后将超声变幅杆拔出， 同时取出纯锡锅将熔融钎料浇注于钢模 内， 至此完成高性能锡基钎料合金的制备。上述过程均在 Ar 保护气氛下完成。 0032 对该锡基钎料合金进行显微硬度测试， 结果表明 ： 新型钎料的平均硬度为 25.67HV， 相比普通钎料硬度 （14.61HV）。
33、 ， 该新型钎料硬度提高了 75.7%。 0033 实施例 3 本 实 例 所 用 的 材 料 为 ： Sn-0.3Ag-0.7Cu 铸 造 合 金 条、 Ti 粉、 粒 径 约 为 10m 的 Sn-0.3Ag-0.7Cu 钎料粉末以及平均管径为和长度分别为 10nm 和 10m 的多壁碳纳米管 （CNTs） 粉末。锡锅材质为纯钛， 尺寸为 ： 38mm35mm， 实际操作中一次熔锡量为 200g。超 声变幅杆材质为钛合金 （Ti-6Al-4V） ， 超声功率为 1200W， 超声频率为 20KHz， 超声变幅杆浸 入熔融钎料中的深度为 5mm。 0034 取 Sn-0.3Ag-0.7Cu 。
34、钎料粉末 198.6 克、 CNTs 粉末 1 克和 Ti 粉 0.4 克， 将上述粉 末倒入球磨罐中进行球磨。 球料比为10:1， 球磨罐和磨球材质均为氧化锆， 球磨介质为钎剂 和酒精的混合液， 球磨保护气氛为Ar， 球磨时间为2h， 球磨转速为200rpm。 将球磨好的钎料 粉取出后于真空干燥箱中烘干， 随后通过冷压成型工艺将粉末压成平均质量为 40g 的复合 合金块。 0035 将总质量为 200g 的上述复合合金块放入纯锡锡锅内， 快速加热至 260并保持恒 温， 此时复合合金块处于熔融状态 ； 将超声变幅杆伸入熔体中， 预热 5 秒后开启超声振动， 超声振动时间为 30 秒， 振动结。
35、束后拔出超声变幅杆让熔体静置 5 秒， 随后再次将超声变幅 杆伸入熔体中并开启超声振动， 接下来的步骤与第一次超声作用一致， 如此一共往复 8 次。 待第八次超声作用结束后将超声变幅杆拔出， 同时取出纯锡锅将熔融钎料合金浇注于钢模 内， 至此完成高性能锡基钎料合金的制备。上述过程均在 Ar 保护气氛下完成。 0036 对该锡基钎料合金进行显微硬度测试， 结果表明 ： 新型钎料的平均硬度为 23.82HV， 相比普通钎料硬度 （14.61HV） ， 该新型钎料硬度提高了 63.0%。 0037 实施例 4 说 明 书 CN 102513720 A 8 6/6 页 9 本实例所用的材料为 ： SA。
36、C305 铸造合金条、 粒径约为 2m 的 SAC305 锡基钎料粉末和粒 径为 700nm 的 SiC 粉末。锡锅材质为纯钛， 尺寸为 ： 38mm35mm， 实际操作中一次熔锡量为 200g。超声变幅杆材质为钛合金 （Ti-6Al-4V） ， 超声功率为 1200W， 超声频率为 20KHz， 超声 变幅杆浸入熔融钎料中的深度为 5mm。 0038 取 SAC305 钎料粉 39g 和 SiC 粉末 1g， 将两者倒入烧杯中， 并通过不锈钢勺进行手 工搅拌， 在搅拌的过程中不断加入酒精， 以保证混合钎料始终处于粘稠状。搅拌持续 30 分 钟后， 将盛有钎料的烧杯至于真空干燥箱中烘干， 随后。
37、通过冷压成型工艺将烘干后的混合 粉末压成质量为 40g 的复合钎料块。 0039 将质量为 160g 的 SAC305 铸造合金条放入纯锡锡锅内， 通过锡炉将钎料加热至 300并保持恒温， 此时钎料处于熔融状态 ； 将采用粉末冶金方法制得的 40g 复合钎料块置 入熔融钎料内， 并将超声变幅杆伸入熔融钎料中， 预热 5 秒后开启超声振动， 超声振动时间 为60秒， 振动结束后拔出超声变幅杆让熔融钎料静置20秒， 随后再次将超声变幅杆伸入钎 料中并开启超声振动， 接下来的步骤与第一次超声作用一致， 如此一共往复 3 次。待第三次 超声作用结束后将超声变幅杆拔出钎料， 同时取出纯锡锅将熔融钎料浇注于钢模内， 至此 完成颗粒增强复合钎料的制备。上述过程均在 Ar 保护气氛下完成。 0040 SEM 表征结果表明， 该复合钎料合金内显微组织颗粒细小、 尺寸均一、 分布均匀， 并且经过一定温度重熔后该组织基本保持稳定。钎料熔点和显微硬度测试结果表明 ： 该 新型钎料的熔点为 216.8， 与普通 SAC305 熔点 （218）相当 ； 新型钎料的平均硬度为 24.67HV， 相比普通钎料硬度 （16.32HV） ， 该新型钎料硬度提高了 51.16%。 说 明 书 CN 102513720 A 9 。