低银钎焊钎料及其制造方法和设备 【技术领域】
本发明涉及一种低银钎焊钎料及其制造方法和设备。
背景技术
钎焊材料是用于制冷方面的产品，如空调、冰箱、热水器，但随着社会的进步、科学的发展，现又用于航空、造船、灯具、大型电机等，用途越来越广泛。在各个领域中使用高银钎料也跟着市场需求越来越大，而市场上的银价格居高不下，使生产钎焊材料的厂家成本也大大增加，降低了他们在行业中的竞争力。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种低银钎焊钎料的制造方法，所制得产品熔点低，流动性，湿润性好，提高了焊接效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：低银钎焊钎料，原料包括以下组分，各组分的质量百分比为：Cu：89-91％；P：6.8-7.5％；Ag：1.5-2.5％；In：0.1-0.4％；Sn：0.1-0.4％；稀土Re：0.01-0.1％；Ni：0.01-0.1％。
实施例一，各组分的质量百分比为：Cu：90％；P：7.5％；Ag：1.5％；In：0.4％；Sn：0.4％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。产品综合效果较好。
实施例二，各组分的质量百分比为：Cu：89％；P：7.5％；Ag：2.5％；In：0.4％；Sn：0.4％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。产品流动性，湿润性好。
实施例三，各组分的质量百分比为：Cu：90.5％；P：7％；Ag：2％；In：0.2％；Sn：0.1％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。成本较低。
制造上述低银钎焊钎料的方法，包括原料配比、熔炼，所述熔炼过程中先将Ag、In、Sn、稀土Re低温熔化成低熔点合金备用，将Cu和磷铜合金投入中频炉中进行熔炼，加热至近1100℃完全熔化，加入Ag和微量的Ni，继续升温，搅拌均匀至熔化后，降温，进入保温阶段，温度在1000℃将配好的低熔点合金压入液态Cu合金中熔化并上下、左右均匀搅拌，直至金属完全熔化。
采用上述低银钎焊钎料制造方法的设备，所述中频炉上方连接有真空容器，所述真空容器内设有回收板，该回收板包括基层和陶瓷回收层。
所述陶瓷回收层为楔形，以便形成不同的冷凝温度。
本发明由于采用了上述技术方案，该钎料在大幅度降低生产成本的同时，通过对几种原料的配比，使各个元素在钎料中的有益性能很好地体现在焊接效果中，降低产品焊接熔点，提高产品的流动性和湿润性，可替代高银钎料。设备中采用回收板以便回收所述熔炼过程中融化挥发的In和Ag。
【附图说明】
图1为低银钎焊钎料制造设备中回收板的结构示意图。
【具体实施方式】
在低银钎焊钎料的生产加工过程中，所需的配方原料各元素在产品中起到的性能各异。
要求熔点低：金属锡的熔点为232℃，根据专家近二三十年的研究发现，锡可以显著降低钎料的固、液相线；稀有金属铟的熔点为156℃，比金属锡的熔点更低，添加铟可以更为显著降低钎料的固、液相线，同时可以改善流动性、提高润湿性。但是锡在铜中的溶解度不大，随着锡含量的增加，钎料的加工性能恶化，其强度明显下降，使钎料脆性增大。
要求流动性，湿润性好，提高焊接效果：金属锡可以显著降低钎料的固、液相线的同时缩小熔化区间；与锡相似，铟也可以使钎料熔化区间减小，从而提高了钎料流动性。铟在钎料中是有益元素，随着含量增加，钎料的熔化温度逐渐下降，铺展性能逐渐增加。润湿性是指一种液态金属在一个固体表面铺展的能力。对于钎料来说，能否与基板形成良好的润湿，是能否完成焊接的关键，为了保证焊接接头的牢固，钎料必须具有良好的润湿性。因此，研究钎料铺展是研究钎料性能的一个重要指标。稀土是表面活性元素可以降低液态钎料的表面张力，促使钎料在基地表面润湿，另外，由于稀土元素性质活泼，在钎焊过程中容易产生氧化渣，氧化渣生成会降低钎料的润湿能力，从而阻碍钎料的普涨，当稀土元素为微量时，稀土元素将有利于钎料铺展，当稀土元素过多，氧化渣的阻碍作用越明显。
要求抗拉强度高：添加微量的高熔点金属镍可以提高钎料的湿润性及接头强度，对净化晶界、提高塑性、增加强度有较好的效果，并能改善加工性能，易于加工成带材，但会提高钎料的液相线温度，还可以提高耐蚀性能。同时实验也表明，在钎料中添加铟，可以使接头的强度得到一定程度的提高，但当超过一定含量时，接头强度急剧下降，所以在该钎料的研发中合理配比是十分重要的。稀土元素含量微量范围内，可以使钎料焊点强度得到显著提高。它被称为工业味精。
根据上述的作用原理，通过对有各个元素的结构和性能的分析，筛选了以银、铜、磷为主要原料，确定了定温定量投放金属元素的先进工艺。使各个元素达到共晶共熔状态，使各元素地有益性能在产品中得以最好的体现，产品用于精密的焊接生产中，使其提高钎料的各个性能，达到了焊接的工艺效果。
本发明低银钎焊钎料的制造方法，包括原料配比、熔炼，原料包括以下组分，各组分的质量百分比为：Cu：89-91％；P：6.8-7.5％；Ag：1.5-2.5％；In：0.1-0.4％；Sn：0.1-0.4％；稀土Re：0.01-0.1％；Ni：0.01-0.1％。
实施例一，各组分的质量百分比为：Cu：90％；P：7.5％；Ag：1.5％；In：0.4％；Sn：0.4％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。
实施例二，各组分的质量百分比为：Cu：89％；P：7.5％；Ag：2.5％；In：0.4％；Sn：0.4％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。
实施例三，各组分的质量百分比为：Cu：90.5％；P：7％；Ag：2％；In：0.2％；Sn：0.1％；稀土Re：0.1％；Ni：0.1％。
制造上述低银钎焊钎料的方法，包括原料配比、熔炼，所述熔炼过程中先将Ag、In、Sn、稀土Re低温熔化成低熔点合金备用，将Cu和磷铜合金投入中频炉中进行熔炼，加热至近1100℃完全熔化，加入Ag和微量的Ni，继续升温，搅拌均匀至熔化后，降温，进入保温阶段，温度在1000℃将配好的低熔点合金用专门的钟罩压入液态Cu合金中熔化并上下、左右均匀搅拌，直至金属完全熔化。然后进行打杂静止，最后开始下一环节浇注。
低银钎焊钎料在2％低银钎焊钎料的基础上，熔化温度采用固相线640℃，液相线690℃，使其固相线、液相线的温度降低，两温度间隔变小，并减小与高银钎料的熔化温度差。
众所周知，镉元素是对钎料最有益的元素之一，但是因镉元素有毒，会危害人体健康，不符合环保要求，ROHS检验中明确有对镉元素的限制要求。而铟，锡，稀土，镍等等视为微毒或无毒，可广泛应用于各个行业中。钎料环保标准：Cd≤100mg/kg，Pb≤1000mg/kg，Hg≤1000mg/kg。
成型后条状钎料的规格如下表(单位：mm)：
圆条、丝状钎料的规格如下表(单位：mm)：
环状钎料的规格如下表(单位：mm)：
采用上述低银钎焊钎料制造方法的设备，所述中频炉上方连接有真空容器，所述真空容器内设有回收板，如图1所示，该回收板包括基层1和陶瓷回收层2，以便回收所述熔炼过程中融化挥发的In和Ag。由于In和Ag的熔点不同，所述陶瓷回收层2为楔形，以便形成不同的冷凝温度而利于回收熔点不同的In和Ag。