磷铜钎料的研究与应用

介绍了磷铜针料的组成、性能、成分设计原则以及存在的主要问题，并主要评述了近年来磷铜钎料的开发和应用情况．

稀土在磷铜钎料中的应用

通过试验,确定了稀土在磷铜钎料中的最佳熔炼工艺,降低了钎料中有害元素磷的用量,改善了钎料的各项性能。

水平连铸在磷铜钎料BCu93P生产过程中的应用

本文针对铜磷钎料传统熔铸生产工艺的流程和技术难点,对工艺进行改进和优化,介绍了铜磷钎料水平连铸工艺的设计方案和优势,并结合生产实践,提出了实现铸锭质量稳定控制和批量生产的管控措施。

磷铜钎料中高磷含量测定方法的研究

本文主要讨论磷铜钎料中高磷含量的测定方法,研究磷钒钼黄分光光度法与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定高磷的适用性。通过多次试验,优化测定方法,比较两种方法的准确度和精密度,结果表明磷钒钼黄分光光度法对磷铜钎料高磷的测定准确度和精密度更高。因此,磷钒钼黄分光光度法对铜钎料中高磷测定更合适。

两种铜磷钎料对紫铜钎焊的焊接性能和焊缝组织对比

对国产BCu80PAg钎料和德国进口L-Ag15P钎料进行了化学成分、熔化性能、润湿性试验,并比较了这两种铜磷钎料对紫铜钎焊焊接接头的力学性能和焊缝组织。结果表明:L-Ag15P钎料的成分均匀性和润湿性要好于BCu80PAg的,其熔化区间较窄;两种钎料焊接接头的力学性能相当;两种钎料所形成焊缝的显微组织主要都是亚共晶,初生相为富银和磷的-αCu固溶体,共晶体组分为-αCu固溶体和Cu3P化合物。

基于银合金先导润湿的铜磷钎料钎焊钢

基于低熔点合金先导润湿的原理,设计制备了一种表面覆盖低熔点银合金层的新型铜磷焊片.采用该焊片钎焊45碳钢,分析了界面反应机理及钎焊接头性能,并和使用普通铜磷焊片钎焊的碳钢接头进行了对比.结果表明,表面覆盖的低熔点银合金早于铜磷合金熔化润湿碳钢基体,并形成反应层,铜磷钎料熔化后与银合金层反应熔合,冷却后形成良好的冶金连接;与使用铜磷钎料直接钎焊的接头相比,银合金先导润湿钎焊的铜磷/碳钢界面化合物层厚度明显减小,抗剪强度超过160 MPa,断裂发生在靠近连接界面的钎焊材料内部,接头强韧性显著改善.

复合添加La,Ce和Si对铜磷钎料润湿性和焊缝微观组织的影响

对添加La、Ce和Si的HL201-E钎料和HL205钎料进行了熔化特性及铺展性试验,并采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪分析了两种焊件焊缝微观组织,研究了复合添加La、Ce和Si对铜磷钎料润湿性和焊缝微观组织的影响。结果表明,HL201-E钎料与HL205钎料相比,熔化温度相近,润湿性稍差。HL201-E钎料焊缝组织是由α-Cu化合物相、Cu-Cu3P二元共晶化合物相组成的。HL205钎料焊缝组织由α-Cu化合物相、Cu3P化合物相和少量的含Ag固溶体组成。复合添加La、Ce和Si能细化钎料组织,但由于稀土元素易被氧化,生成黑色稀土相覆盖α-Cu。

铜磷钎料热拉拔过程加热工艺对钎料组织和塑性的影响

研究了铜磷钎料的冷脆性、热塑性和热塑加工性在热拉拔过程中不同加热方式下的变化情况,重点分析比较了铜磷钎料的加热方式和温度调控方法与铜磷钎料加热电源的输出特性的关系.结果表明,相对稳定的钎料温度是高效拉拔的关键.在诸多加热方式中,直流高频开关电源具有钎料温度易调控、电能热能转换效率高、拉拔过程稳定的优点.

非晶铜磷钎料升温过程中的组织演变

研究了钎焊温度对非晶钎料微观组织转变的的影响,利用EPMA、XRD等方法分析在升温过程中钎料的组织转变及元素扩散情况,并与普通晶态钎料进行对比研究。结果表明:由于凝固方式的不同,非晶钎料在晶化后为完全共晶组织,且晶粒细小均匀,这有利于提高钎焊接头的性能。

铜磷钎料表观色度与表层成分演变的探讨

文中简述了铜磷钎料的应用和加工技术发展现状,结合生产实际测试铜磷钎料在热加工过程中表观色度和表层成分,引入表观色度来预判铜磷钎料表层微区成分,并探讨成分与色度的关系.以BCu89AgP和BCu91AgP两种常用铜磷钎料为典型代表,测出了他们在不同工艺条件下色度和表层微区成分演变结果,分析了铜磷钎料的变色机理,结果表明,色度与成分存在着一定的对应关系,为生产应用提供了重要参考.针对色度演变情况和成分演变规律,提出了几条铜磷挤压和拉拔工艺原则,标定了铜磷钎料实际生产中希望得到"玫瑰红"色的色度范围,给出了挤压温度和拉拔温度建议.

两种铜磷钎料的紫铜真空钎焊研究

为比较两种钎料对紫铜的焊接性,分别分析了HL204和BCuP-5这两种铜磷钎料的熔化性能、熔化后的相组成、焊缝组织以及焊缝中元素的扩散。实验结果表明,两种钎料都可以形成性能优良的焊缝;BCuP-5的熔化区间较窄;两种钎料形成的焊缝组织都主要是亚共晶组织,初生相为富Ag和P的α(Cu)固溶体,共晶体的组分为α(Cu)固溶体+Cu3P;BCuP-5钎料形成的焊缝组织要比HL204更为有方向性,生成的灰色相大部分都平行于母材呈层片状分布,而HL204所形成的焊缝中各相分布较为弥散。

Ni元素对铜磷非晶钎料性能的影响

利用单铜辊甩带法制备了成分(质量分数,%)为(Cu PSn)92Cu8-xNix(x=4、5、6、7、8)的系列合金带材。采用X射线衍射仪及差示扫描量热仪研究了Ni元素对铜磷钎料的非晶形成能力及熔化温度的影响;采用铺展实验法研究了含Ni元素的铜磷钎料在紫铜板上的润湿性能。结果表明,当Ni的含量为8%时的非晶形成能力最强。当Ni含量从4%增加到8%时,钎料的液相线温度从634℃下降到617℃,而固相线的温度只有略微上升。随着钎料中Ni含量的增加,钎料在紫铜板上的铺展面积逐渐增加,当Ni含量为7%时铺展面积达到最大值167 mm2,继续增加到8%时铺展面积有略微的减少。

SIMA法制备BCu93P铜磷钎料的半固态组织及性能研究

目的:以铜磷钎料为研究对象,通过应变诱导熔体激活法(SIMA)制备半固态BCu93P铜磷钎料。方法:利用压片机和电阻炉进行预变形和等温处理,采用SEM表征半固态铜磷钎料的组织,利用显微硬度计分析SIMA法对铜磷钎料显微硬度的影响。结果:随着变形量的增大,显微硬度增大,而在等温处理阶段,加热温度740℃,保温时间从0~6 min逐渐增加,硬度逐渐下降。对变形量为55%和72%的样品进行等温处理,随着温度的升高,晶粒尺寸逐渐减小,且发生球化。结论:变形量越大则样品储备形变能大,在等温热处理过程中液相析出速度快,组织更容易发生球化。

铜磷钎料热加工过程表观变色机理研究

针对铜磷钎料热挤压酸洗后表面出现的色差现象,以未酸洗BCu93P铜磷焊丝为研究对象,对焊丝截面分别进行XRD、SEM、EDS等分析,对焊丝表面进行XPS测试。XRD分析表明,钎料内部合金主要由Cu和Cu_(3) P两相组成。SEM和EDS分析表明,钎料内部(Cu+Cu_(3) P)共晶组织分布均匀,无元素偏析。钎料内部主要为Cu和P两种元素;钎料表面主要为Cu、P、O三种元素。色差主要出现在焊丝表面,未对钎料内部合金相组成产生影响。热挤压后,钎料表面有片状不连续氧化膜。XPS分析表明,正常钎料表面Cu_(2)O含量高,约为38.9%,P含量低,约为1.79%;变色钎料表面Cu_(2)O含量低,约为24.5%,P含量高,约为11.82%,有新相CuP_(2)的形成。铜磷钎料热加工过程中丝材表面的不均匀氧化是出现色差的根本原因。

铜磷钎料对钎焊性能影响的研究进展

铜磷钎料作为一种新型钎料,因其成本低,无污染、拥有自钎性以及流动性好等诸多优势,被广泛应用于钎焊中。然而,由于P的存在,使得在钎焊过程中易形成Cu3P等脆性相,从而降低接头的强度以及韧性,削弱力学性能。同时,铜磷钎料的加工也相对较困难。这些问题使铜磷钎料的应用被极大抑制。为了解决上述问题,近年来,研究者们做了许多工作并取得了丰硕的成果。本文介绍了目前国内外应用在钎焊中的Cu-P钎料的研究现状,阐述了不同杂质元素(Ag、La、Ce、Si、Sn、Ni)、物理因素对铜磷钎料钎焊性能的影响和近期在新型铜磷钎料领域内取得的研究进展,进一步对目前铜磷钎料在加工和腐蚀方面存在的问题进行了分析,并对未来铜磷钎料的发展做了展望。

铜磷钎料组织缺陷对钎料特性的影响研究

为了研究铜磷钎料组织缺陷对钎料特性及钎焊质量的影响,丰富影响钎焊质量的材料性因素评估手段,通过控制加工工艺参数,制备了宏观偏析、熔体杂质、组织不良三类缺陷钎料。采用光学显微镜、差示扫描量热分析、硬度测试、高频焊后组织观察等手段,研究了不同缺陷程度对钎料特性的影响。结果表明:相同缺陷类型下,液相线温度、结晶温度区间随缺陷程度的降低而降低;挤压态偏析富铜位置的显微硬度值低于正常位置;组织颗粒大小对气孔产生无影响,夹渣、偏析引起较大的气孔问题,且气孔随钎料试样缺陷程度的降低而减少。

微量硅元素对铜磷锡粉状钎料性能的影响

采用气水耦合雾化法制备了铜磷锡粉状钎料,并通过添加质量分数为0.5%的硅元素改善粉末球形度和粒度分布,通过粉体材料综合测试仪、比表面积仪、激光粒度仪及差热分析仪检测了两种粉状钎料的基本性能,使用制得的粉状钎料进行火焰钎焊制备拉伸试样,通过力学试验机测试焊缝抗拉强度,通过电子显微镜分析了两种粉状钎料微观形貌及焊缝的微观组织。结果表明,微量硅元素可改善铜磷锡粉末的综合性能,其中松装密度提高17%,振实密度提高15%,比表面积提高60%,粉末粒径由42.93μm降至30.88μm,合金粉末熔点降低6℃;微量硅元素可显著提高铜磷锡粉状钎料的球形度,钎缝中形成尺寸较大的胞状α铜基固溶体,硅元素扩散进入基体中,接头抗拉强度略有提升。

含锆Cu-P基非晶钎料钎焊紫铜接头的连接强度及微观组织

采用CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2Zr0.04非晶和常规钎料钎焊紫铜,分析了钎料和接头的微观组织及钎焊工艺对接头强度的影响.结果表明,相对于非晶钎料,常规钎料对钎焊工艺的敏感性更大;在相同的试验条件下,采用非晶钎料钎焊的接头强度比常规钎料提高30%以上;非晶钎料看不到明显的相结构,而常规钎料主要由初生(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶组成;非晶钎料接头扩散区和界面区主要是α-Cu固溶体,钎缝中心区主要为α-Cu+(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶的混合组织.

铜基非晶态钎料钎焊扩散机理研究

前言传统铜磷钎料因其熔点低、流动性好,具有自钎性以及价格低等优点而广泛应用于电子元器件、印刷电路板、表面组装元器件、微波等通信器件及真空器件等.但传统铜磷钎料由于含磷量高,钎料基体中含有大量的脆性化合物Cu3P,导致钎料在室温呈脆性,使其应用范围受到了限制.利用快速凝固技术制备的非晶态铜磷钎料是一种新型的钎焊材料,其合金内部的原子排列基本上保留液态金属的结构状态,这种结构特点使其具有许多优异的性能,并且可以解决传统铜磷钎料的室温脆性问题[1-2].