Ag10CuZnSn-xIn-yCe低银钎料组织及性能

通过向Ag10CuZnSn低银钎料中添加微量的In元素和Ce元素,研究了In元素和Ce元素的复合添加对低银钎料的固相线温度液相线温度和铺展性能的影响,同时分析了两种合金元素对Ag10CuZnSn钎料的显微组织及钎焊接头力学性能的影响规律.结果表明,微量In元素和Ce元素的添加可以显著地降低Ag10CuZnSn低银钎料的固相线和液相线温度,同时可以提高Ag10CuZnSn钎料在T2紫铜和304不锈钢基板上的铺展面积,当In元素和Ce元素的质量分数分别为1.5%和0.15%时,钎料在T2紫铜和304不锈钢上的铺展面积分别提升了21.1%和35.7%. In元素和Ce元素可以改善低银钎料的显微组织,当In元素和Ce元素的质量分数分别为1.5%和0.15%时,Ag10CuZnSn低银钎料显微组织的细化作用最为明显,此时304不锈钢钎焊接头的抗剪强度也达到最大值,为375 MPa.然而,质量分数3%的In元素和质量分数0.5%的Ce元素会在Ag10CuZnSn钎料的显微组织中形成脆性的Ag-In-Sn金属间化合物相和Sn-Ce稀土相,钎焊接头的抗剪强度也有所降低.

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%~70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm^(2),相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小.CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,Sn元素主要分布于富Ag相和周围的锡青铜相中.

无镉银钎料研究现状与发展趋势

论述了在制造行业广泛使用的银钎料的特点,阐述了银钎料中镉的危害。通过分析近30年来含镉钎料发展的“兴衰”史,论述了在家电行业钎料“无镉化”的大趋势下,国内外无镉钎料研究的现状,着重介绍了含镓和/或铟元素在无镉钎料研发中的特殊作用以及最具应用前景的Ag-Cu-Zn-Ga系钎料。指出未来无镉银钎料的发展进程中,Ag-Cu-Zn-Ga-X-Y系无镉银钎料的研究将是重点的发展方向。

新型药芯银钎料的制造技术及应用前景

结合国内市场应用情况,按不同结构形态对药芯银钎料进行了分类,并介绍了管状焊条法、铸锭挤压法、带材轧制法和带材卷制法4种药芯银钎料的制造方法。目前有缝药芯银钎料在药芯银钎料的市场上占主导地位。探讨了药芯银钎料生产中药粉添加、成形工艺和矫直工艺等关键技术。药芯银钎料与实心银钎料相比,能提高生产效率、保证产品钎焊质量、减少环境污染。

镀锡银钎料扩散过渡区的物相和形成机制

采用温度梯度法对镀锡银钎料进行热扩散处理,形成了扩散过渡区。为了揭示镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制和主要物相的形成过程,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)对扩散过渡区的显微组织、Sn元素的面扫描分布、物相组成及形貌进行分析。研究表明,Sn元素在镀锡银钎料中分布均匀、无偏析,在扩散过渡区主要以棒状Ag_3Sn相和块状Cu_3Sn相存在。随着热扩散温度升高,Ag_3Sn相和Cu_3Sn相的相对衍射强度逐渐增大。Ag_3Sn相的形成过程分为三个阶段:Ag_3Sn颗粒相弥散分布、Ag_3Sn颗粒相互相接触合并、生成大块棒状化合物相。Cu_3Sn相主要是锡晶须生长冲破镀层的氧化膜,在张应力和压应力协同作用下形成。镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制为"钎接、互扩散、亚稳态、合金化"。

基于低银钎料的金刚石薄壁钻钎焊工艺研究

根据Ag、Cu、Zn、Cd、Ni、Co、Mn等元素在钎料中的作用和特点,通过分析和选择,研发了一种新型钎料,并对其熔点、强度以及钎焊工艺进行了研究。结果表明:新开发的低银钎料ZB-1中的表面活性元素能显著降低液态钎料的表面张力,细化合金晶粒,延缓钎焊过程中钎料的氧化,在改善钎料润湿性的同时净化钎缝晶界,从而提高钎缝的抗拉强度,使其工艺性接近中高银钎料,可满足金刚石薄壁钻的使用要求。ZB-1钎焊时主要工艺参数为:钎焊温度为760～780℃,保温时间为20～25 s,适当的加热和冷却速率,钎焊后将工件放入200℃的炉中随炉冷却,可降低焊接应力。

基于熵模型镀锡银钎料钎焊性能的定量表征

以BAg50CuZn钎料和BAg34CuZnSn钎料为基材,采用镀覆扩散组合工艺制备了两类镀锡银钎料,利用综合热分析仪、润湿试验炉、万能拉力试验机测定镀锡银钎料的熔化温度区间、润湿面积及钎焊接头抗拉强度,建立了钎料润湿熵和接头强度熵的数学模型,并与熔炼合金化制备的相同Sn含量的传统钎料进行对比.结果表明,与相同Sn含量的传统钎料相比,镀锡银钎料的润湿熵值更小、强度熵值略高.同等Sn含量条件下,镀锡银钎料和传统钎料润湿熵值的变化趋势,与对应钎料在316LN不锈钢表面的润湿面积随Sn含量的变化趋势基本一致,强度熵值的变化趋势与对应钎料钎焊316LN不锈钢接头的抗拉强度随Sn含量的变化趋势几乎吻合;润湿熵和强度熵的模型在一定程度上可定量预测镀锡银钎料的钎焊工艺性和接头力学性能.

制冷行业用新型银钎料火焰钎焊H62黄铜的接头组织和性能

以BAg45Cu Zn钎料为基体,在其表面化学镀锡,用于H62黄铜的火焰钎焊连接。借助扫描电镜(SEM)分析H62黄铜钎焊接头的微观组织,并利用万能试验机测试钎焊接头的抗拉强度。结果表明,钎料表面化学镀锡后,母材与钎缝结合紧密,钎焊接头组织主要由富Cu相、Ag相、Cu Zn和Cu5Zn8化合物相组成。随着镀锡含量的升高,钎焊接头抗拉强度逐渐增高。在Sn含量为2.5%时,钎焊接头抗拉强度最高为352 MPa。

Cu基电真空低银钎料的力学性能

在Ｃｕ基础上加入合金元素并改变熔炼工艺，对其力学性能进行测试，结果表明，在Ｃｕ－Ｓｎ系电真空低银钎料中适量加入Ａｇ、Ｃｅ（稀土）、Ｂ能有效提高合金的塑性；采用真空熔炼方法能使合金的塑性有进一步的改善。

镀锡银钎料扩散过渡区生长建模及数值分析

采用温度梯度法对镀锡银钎料进行热扩散处理,形成了扩散过渡区。借助金相显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)对扩散过渡区的厚度、表界面形貌进行分析研究,发现热扩散处理加快了Sn原子的扩散速度,使得Sn原子在银钎料中的浓度升高,扩散过渡区的厚度增加。以Sn原子在镀锡银钎料扩散过渡区的浓度变化为研究对象,由Fick定律建立了扩散过渡区总厚度的数学模型,借助Arrehenius方程对其参数进行数值分析;利用MATLAB软件和扩散过渡区厚度的试验数据对所建模型进行求解,得到了200℃、220℃镀锡银钎料扩散过渡区Sn原子生长的本构方程。试验结果证实所建本构方程在一定程度上可定量表征镀锡银钎料扩散过渡区Sn原子的生长规律。

合金元素对铜基低银钎料性能的影响

研究了不同含量的Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂ、Ｓｂ、Ｍｎ等合金元素对铜基低银钎料性能的影响。结果表明，采用多元少量方法能有效改善和提高铜基低银针料的综合性能。

真空电子钎焊用银钎料的研究现状

本文简述了真空电子钎焊用银钎料的特点，对银钎料的研究现状和发展方向进行了阐述，明确了目前银钎料的使用现状，对银钎料的后续研究提出了看法。

Ga2O3对Ag30CuZnSn药芯银钎料钎缝组织及钎焊接头性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯银钎料药粉中添加Ga2O3,研究了Ga2O3对Ag30CuZnSn药芯银钎料钎缝组织的影响及钎焊接头性能的影响.结果表明,微量Ga2O3可以显著提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能且可以减少药芯中钎剂的添加量.Ga2O3添加量为0.4%(质量分数)时,钎料润湿铺展性能和钎焊接头抗剪切强度达到最佳值.这是因为Ga2O3属于表面活性物质,可以显著降低熔融钎料和母材之间的界面张力,从而提高了钎剂粉末的去膜效果,进而提高银钎料的润湿铺展性能.药芯银钎料基体及钎缝组织主要由以CuZn相为主的固溶体、银基固溶体和铜基固溶体构成.火焰钎焊时,添加0.4%Ga2O3(质量分数)时作用效果最佳,钎缝组织的细化与钎着率的提高(钎着率提高至95%以上)使得钎焊接头抗剪强度提高了11%以上,钎焊接头断口组织的形貌证明了上述结果.

Ga元素含量对银钎料组织及性能的影响

研究了Ga元素的添加对B17Ag Cu Zn Sn钎料固液相线温度、铺展性能、显微组织以及钎焊接头抗拉强度的影响规律.采用火焰钎焊方法,得到H62黄铜与304不锈钢的对接接头.结果表明,随着Ga元素含量的增加,B17Ag Cu Zn Sn钎料固液相线温度出现下降,在母材表面的铺展性能有所上升,B17Ag Cu Zn Sn-2Ga钎料铺展试验中出现"润湿环"现象.Ga元素的添加改善了银钎料的显微组织,当Ga元素质量分数为2%时B17Ag Cu Zn Sn钎料组织细小均匀.此外,采用该系列钎料钎焊黄铜和不锈钢时,得到了致密无缺陷的钎焊接头,当B17Ag Cu Zn Sn钎料中Ga元素质量分数为2%时,钎焊接头的抗拉强度达到最大值387.2 MPa.

CeO_(2)对Ag30CuZnSn药芯银钎料润湿性能及钎焊接头组织与性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯银钎料中添加CeO_(2),研究CeO_(2)对Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能和钎焊接头性能的影响,探索CeO_(2)对药芯银钎料润湿铺展性能和钎缝组织的作用机理。研究结果表明:药芯钎剂粉末中加入CeO_(2)能提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,CeO_(2)添加量达到0.3%(质量分数,下同)时,对药芯银钎料的改进效果最佳。理论分析认为这是因为高价态的CeO_(2)具有氧化作用,可与T2紫铜表面的Cu2O发生氧化反应生成CuO和Ce2O3。同时,CuO、Cu2O与CeO_(2)、Ce2O3及钎剂中的B2O3生成CuO·Ce2O3·B2O3等盐类,促进了去膜反应的进行,从而提高了银钎料在紫铜板表面的润湿铺展性能。药芯钎剂粉末中添加过量CeO_(2)时,熔点较高的CeO_(2)反而增加了液态钎剂的粘度,未参与反应的CeO_(2)会阻碍熔融钎剂的铺展,进而阻挡熔化的Ag30CuZnSn银钎料在T2紫铜表面的润湿铺展。CeO_(2)作为高熔点氧化物,加入钎剂中后既能起到形核质点的作用,又能作为界面活性剂去除氧化膜。因此,火焰钎焊时,CeO_(2)能细化Ag30CuZnSn药芯银钎料钎焊接头的钎缝组织,当CeO_(2)添加量达到0.3%时,细化效果最佳。钎缝组织的细化使得钎焊接头抗剪强度提高了10%以上,钎焊接头断口组织的形貌和变化规律印证了上述结果。

基于镀锡银钎料钎焊304不锈钢接头的腐蚀行为

为揭示304不锈钢钎焊接头的腐蚀行为,以BAg50CuZn钎料为基材,采用电镀扩散工艺制备AgCuZnSn钎料,对304不锈钢进行感应钎焊,在60℃,3.5%NaCl溶液中评价不锈钢接头的局部腐蚀性,借助扫描电镜对其腐蚀形貌进行分析.结果表明,经NaCl溶液腐蚀后,钎缝与不锈钢界面出现较长的腐蚀沟;304不锈钢表面腐蚀较严重,存在大范围坑洞、裂纹等缺欠,而钎缝区几乎无腐蚀缺欠,优先被腐蚀的是富铜相.随着腐蚀时间延长,钎缝和304不锈钢的腐蚀速率均呈现先升高后降低的趋势,钎缝腐蚀速率略低于母材;腐蚀2.5h后,钎缝区和304不锈钢的平均腐蚀速率分别为0.098和0.104g/(m^2·h).

电镀锡银钎料的均匀腐蚀性和抗氧化性分析

为了评价电镀锡银钎料的腐蚀行为和抗氧化性,采用3.5%Na Cl水溶液评价其均匀腐蚀性,利用失重法、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对钎料的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀物相进行观察分析.结果表明,Sn元素含量为2.4%时,电镀锡银钎料是全面腐蚀兼不均匀的局部点腐蚀,主要是富铜相、Cu Zn相及少量银相被腐蚀;当Sn元素含量为4.8%时,钎料为均匀面腐蚀,主要是银相、Ag Sn相、富铜相被腐蚀;当Sn元素含量升高至6.0%时,钎料为面腐蚀,主要是Ag Sn相、Cu Sn相、银相被腐蚀.镀锡前BAg50Cu Zn基体钎料主要是点腐蚀,镀锡后钎料主要是均匀腐蚀,随着Sn元素含量升高其耐蚀性降低.经60℃的3.5%Na Cl水溶液腐蚀80 h后,电镀锡银钎料的腐蚀速率介于0.6~0.75 mm/y之间,其耐腐蚀等级为2级.随着Sn元素含量升高,电镀锡银钎料的抗氧化性下降,但不影响其使用性能.

低银,无银钎料在电子真空设备制造中的应用

４８位荧光灯排气机、７００、１１００箱式镀膜设备的紫铜板与水冷铜管的焊接，长期以来都是用含Ａｇ４５％的料３０３钎料钎焊而成。现改用ＱＣｕ１２Ｚ无银钎料和料２０７Ｎｉ或ＱＪＹ－５Ａ低银钎料钎焊，其工艺性好，钎焊的零部件能满足产品性能要求，节约了白银，降低了产品成本，可推广用于类似产品。

合金元素锡和磷对低银钎料钎焊性能的影响

:针对Sn和P对低银钎料的钎焊性能的影响进行了研究 ,发现Sn和P的添加使低银钎料的熔点降低 ,Sn的添加同时使低银钎料的钎焊性能变好。

不锈钢表面电镀锡银钎料的润湿特性

为揭示不锈钢表面电镀锡银钎料的润湿特性,借助润湿试验炉、影像式烧结点试验仪、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对电镀锡银钎料的润湿行为、动态铺展过程、界面组织、物相组成及润湿界面化学元素分布进行了分析。研究表明,优先铺展的前驱膜是改善电镀锡银钎料润湿性的本质原因。润湿过程中出现的前驱膜效应,主要是试验中FB102钎剂中的硼酐引起的。电镀锡银钎料与不锈钢界面出现的Cu41Sn11相过渡层,垂直于润湿界面呈柱状向钎料内生长。随着Sn含量升高,电镀锡银钎料在不锈钢表面的润湿面积呈增大趋势;与同Sn含量(2.4%~7.2%,质量分数)的传统AgCuZnSn钎料相比,电镀锡银钎料在不锈钢表面的润湿面积提高了8.1%~12.5%。当Sn含量为7.2%时,电镀锡银钎料的润湿面积高达481mm2。电镀锡银钎料与不锈钢母材的接合界面是扩散-化合物混合型形式。