Development of Ag-Cu-Zn-Sn brazing filler metals with a 10 weight-% reduction of silver and same liquidus temperature

With BrazeTec BlueBraze the manufacturers in HVACR industry have an alternative filler metal with 10 weight-% less silver but same brazing temperatures. The performance of these new alloys has been evaluated in several tests. The evaluation included wetting investigations, metallographic examinations, joint strength at different temperatures and pulsation and corrosion resistance. The results of these tests will be presented in this paper.

Effects of Ga and In on the properties of cadmium-free Ag-Cu-Zn filler metal

Melting temperature, spreadability, mechanical properties and the microstructures of joints brazed with silver-base filler metals including different amounts of Ga and/or In were studied respectively in this paper, and the results show that the melting temperature of the silver-base filler metals is decreased, spreadability of the silver-base filler metals is improved, and the microstructures of silver-base filh, r metals are refined obviously with the addition of Ga and/or In. Using copper and brass plates as base metal and brazing with flame method, the mechanical properties of the lap-joint and butt joint were also examined and analyzed respectively, and the results indicate that the fracture position of two kinds of brazed joints occurred on the base metal, except for the lap-joint of brass, which shows better mechanical properties of the joints brazed with the silver- based filler metals including Ga. For the lap-joint of brass, the tensile strength gradually increased with the increase of Ga content, while the addition of In has little effect on mechanical properties. It is also found that the best comprehensive properties of cadmium-free Ag-Cu-Zn filler metals are obtained when Ga content is about 3.0 wt. % and In content is between 1.5 wt. % and 2. 0 wt. %.

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.

Sn和Ce元素复合添加对BAg5CuZn钎料钎缝组织与性能影响

研究了Sn和Ce元素复合添加对低银BAg5CuZn钎料熔化特性、铺展性能、钎缝组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,随着低银钎料中Sn和Ce元素的复合添加,钎料的固、液相线温度显著降低,钎料在母材上的铺展面积增大,但当添加的Ce元素含量高于0.15%(质量分数)时,Ce元素会恶化钎料的铺展性能.适量的Sn和Ce元素的添加可以显著改善BAg5CuZn钎料钎缝的显微组织,当添加Sn和Ce元素含量分别达到2%和0.15%时,钎缝组织明显细化且分布最为均匀.然而,钎料中Ce元素添加量过多时,会倾向于Ag和Sn元素形成复杂的金属间化合物,并在组织晶界处析出,而使得钎缝组织的均匀性显著恶化.当钎料中的Sn和Ce元素含量分别为2%和0.15%时,其钎焊接头抗剪强度达到最大值495 MPa,相比于BAg5CuZn钎料钎焊的接头抗剪强度提高了23.1%.

电机转子感应钎焊用钎料钎剂性能对比和失效分析

为探明同一牌号不同厂家的钎料钎剂感应钎焊时在钎缝界面处出现大量气孔、夹杂导致产品失效的原因,对国产钎料和印度钎料的氧含量、微观组织、抗拉强度等进行对比分析,同时探究不同钎料钎剂组合对直角流铺、炉内润湿性及钎焊接头强度的影响。结果表明:国产钎料的平均抗拉强度为382.7 MPa,比印度钎料高3.8%;氧含量相对较高的印度钎料与原材料中的Ca、Fe、P等形成较多氧化物,导致钎料强度明显下降;国产钎料钎剂组合的平均润湿面积为286.96 mm^(2),比印度钎料钎剂的高36.7%;印度钎料钎剂钎焊时,在钎缝区域存在大量的含F、K的钎剂残留物及氧化夹渣,降低钎焊接头强度。因此,钎焊时不仅要选择洁净度高、流动性好、性能优的钎料,钎剂也至关重要,高活性、低残留、无污物的钎剂在保护钎料和基体加热过程中不被氧化的同时能促进钎料润湿流铺。

管路火焰钎焊工艺关键技术点分析

对于321不锈钢薄壁管路银基钎料火焰钎焊工艺进行研究,阐述了使用AMS4772银基钎料钎焊管路的技术要点和关键参数,并进行了焊后检查、无损检测和压力测试。结果表明:通过采用该修复工艺,能够获得外观、密封性能和钎焊铺展率优良的接头,钎焊质量达到要求。

低银BAg10CuZnSnInNd钎料组织与性能

研究了复合添加微量In和Nd元素对低银BAg10CuZnSn钎料熔化特性、润湿性能、显微组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,In元素的添加可以显著降低钎料的固、液相线温度,而Nd元素对钎料的固、液相线温度没有明显的影响.适量In元素和Nd元素的添加可以显著提高钎料在304不锈钢和紫铜上的铺展面积,同时钎料的显微组织得到了明显细化,过量添加In元素和Nd元素后钎料组织中出现了富铟相和稀土相.当In和Nd元素的添加量分别为2%和0.1%时,304不锈钢/304不锈钢接头的抗剪强度达到最大值430 MPa,而304不锈钢/紫铜的钎焊接头发生断裂,且均断于紫铜处,说明钎焊接头的强度大于紫铜.

镓对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律.结果表明,随银钎料中Ga元素含量的增加,钎料的熔化温度降低,铺展性能改善,且显微组织有明显改变.分别以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,采用对接和搭接接头形式进行钎焊,研究了钎焊接头的力学性能.除黄铜对接外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含镓银钎料的力学性能优良;对于黄铜对接接头来说,钎焊接头的抗拉强度随银钎料中镓含量的增加而逐渐增大,当镓含量为3%时,钎料的综合性能最好.

Ag-Cu-Zn系钎料的研究现状及发展趋势

Ag-Cu-Zn系钎料是重要的连接材料,含镉的Ag-Cu-Zn-Cd钎料则具有更好的"性价比"。但是在全世界普遍重视环保的大环境下,研究新型无镉、高性能银钎料具有重要的社会意义和经济价值。文中着重介绍了Ag-Cu-Zn系钎料的发展历史过程和研究现状,对Ag-Cu-Zn系钎料体系进行了分类比较,认为国内外Ag-Cu-Zn系钎料研究的重点仍将是以Ag-Cu-Zn为主要合金体系,通过调整Ag、Cu、Zn含量,适当添加Ga、Sn、In、Ni及稀土等元素而形成的Ag-Cu-Zn-Ga-In-RE-X钎料可能会成为未来的发展方向。

铋在银基钎料中的行为和影响

研究了银基钎料中杂质元素铋对钎料的铺展性能和接头强度的影响。研究结果表明，微量铋对银基钎料的铺展性能有显著影响，而对常温接头强度影响不大。分析了杂质元素铋在银基钎料中的存在状态，以及在钎料的加热过程中铋的相变行为，从而揭示了银基钎料中铋的影响机理。

镓对Ag-Cu-Zn钎料组织和力学性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律。结果表明,通过添加微量合金元素、优化含镓银钎料的化学成分,可得到铺展性能优良、钎缝力学性能较高的含镓银钎料。以黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,分别采用对接和搭接接头形式,研究测试了钎焊接头的力学性能。结果表明,两种接头形式的钎焊接头均断裂在母材,说明含镓银钎料具有较高的钎缝力学性能,完全可以替代含镉的银钎料。

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。

微量In对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同In含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎料显微组织以及钎缝力学性能的变化规律。以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,用对接和搭接接头形式进行钎焊试验。结果表明,在银钎料中添加微量In元素,能够降低钎料的熔化温度,改善钎料的铺展性能,并显著改变钎料显微组织。对于黄铜对接来说,钎焊接头的抗拉强度,随银钎料中In含量的增加而呈抛物线方式增加;除黄铜对接接头外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含In银钎料的力学性能优良。

锡镀层对BAg50CuZn钎料性能的影响

以BAg50CuZn钎料为研究对象,在其表面电镀锡,借助扫描电镜(SEM)观察锡镀层的表面形貌,采用差热分析仪(differential scanning calorimetry,DSC)和润湿试验炉分析锡镀层对合金钎料熔化温度和润湿性能的影响,并对镀覆锡后合金钎料的成分进行了讨论.结果表明,随着钎料表面镀覆Sn元素含量增加,合金钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度降低,钎料的润湿铺展性能呈上升趋势.在镀覆Sn元素含量为4.8%(质量分数)时,合金钎料表面锡镀层平整、致密,钎料的铺展面积最大,为236 mm2.镀覆元素Sn后的钎料中,Ag,Cu,Zn元素含量均减少,元素含量降低幅度大小顺序依次为Cu,Ag,Zn.

元素锡、铟在银基钎料中的作用及其机理

研究了银基钎料中元素锡、铟对钎料铺展性能和接头的影响,分析了钎料的显微组织和锡、铟在钎料中的作用机理。试验结果表明,锡、铟是银基钎料中的有益元素,其最佳含量均为5％。

基于紫铜/黄铜钎焊的新型无银铜磷锡复合钎料

BCu89PAg是钎焊紫铜/黄铜、紫铜/紫铜常用铜磷钎料,其银含量为4.8%~5.2%,成本相对较高.为克服不足,文中设计开发了一种新型药皮铜磷锡复合钎料,此种钎料无须再单独添加钎剂即能实现紫铜/黄铜间的焊接,减少焊接工序,节约生产成本.失重腐蚀和电化学腐蚀结果均表明,BCu91PSn与BCu89PAg耐腐蚀性能相近;采用金相显微镜和扫描电子显微镜对钎缝组织进行观察,发现新型BCu91PSn焊条焊后钎缝组织致密,焊料和基体中的元素相互扩散,形成了良好的过渡层.

含银20%的银基无镉中温钎料配方的优化设计

基于对银基钎料的熔化温度以及组成相的要求，依据有关相图优化计算钎料配方，并通过液相面投影图和相分布投影图对得到的结果进行调整和讨论，最后得到了元素的最佳成分范围：19％～20％Ag，38．2％～42．9％Cu，31％～33％Zn，4．5％～6．5％sn。由微观组织和X射线衍射分析表明，钎料主要由共晶相（富Cu相和CuZn化合物相）、锡青铜相和银固溶体相组成，同时经优化设计得到的钎料在熔化温度和接头强度上与BAg30CuZnSn钎料相当。

新型环保药皮钎料环的研制及应用

简述了药皮钎料环研制的背景及意义,详细介绍了药皮成分选定原则和药皮制造技术,对比了药皮钎料环和实心钎焊焊条在节约环保、生产自动化等方面的优势,并阐述了其应用领域。研究结果表明:环保型药皮钎料环实现了钎料和钎剂定量、高效的添加,且不含有机粘结剂,有效减少了焊剂的使用量,节约环保;药皮钎料环在提高生产效率、保证产品钎焊质量、减少环境污染等方面发挥重要作用,这使得药皮钎料环有非常广阔的应用前景。

稀土铈对Ag30CuZnSn-3Ga-2In钎料显微组织的影响

含3%Ga,2%In(质量分数)的无镉银铜锌钎料具有优良的综合性能,稀土元素有金属材料的"维他命"之称,文中研究了稀土铈对Ag30CuZnSn-3Ga-2In钎料显微组织的影响.结果表明,稀土铈不能固溶于银固溶体和铜固溶体中,在钎料基体中以稀土相的形式存在,充当"异相形核"质点的作用.进一步研究表明,铈能在晶界产生富集,对含镓和铟的银钎料具有细化晶粒、强化晶界以及抑制生成脆性化合物Cu6Sn5的作用,且铈的最佳添加量为0.1%.

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。