第4章-釬料分析課件

第4章釬料§4.1對(duì)釬料的基本要求

1）合適的熔點(diǎn)，比母材至少低幾十度；2）有良好的潤(rùn)濕性及填縫能力；3）能與母材充分作用并形成牢固的冶金結(jié)合；4）具有穩(wěn)定和均勻的成分，釬焊時(shí)避免偏析及易揮發(fā)元素的燒損；5）釬焊接頭應(yīng)滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求；6）環(huán)保，成本低，易制造。1第4章釬料§4.2釬料的分類

1.釬料的分類

以熔點(diǎn)區(qū)分：低于450℃易熔釬料（軟釬料）高于450℃難熔釬料（硬釬料）以組成釬料的主要元素分：軟釬料：錫基、鉛基、鎘基、鋅基等；硬釬料：鋁基、銀基、銅基、錳基、鎳基等。

2第4章釬料2.釬料的牌號(hào)國(guó)標(biāo)硬釬料軟釬料S-Sn60Pb40Sb軟釬料元素符號(hào)都標(biāo)，硬釬料只標(biāo)第一個(gè)標(biāo)記其他內(nèi)容，以“-”隔開(kāi)3第4章釬料機(jī)械部4第4章釬料§4.3軟釬料

(1)錫鉛釬料共晶成分的機(jī)械性能最好；表面張力小，則潤(rùn)濕性好；鋪展、填縫性好。

加入Sb（＜3%）可減少液態(tài)釬料的氧化；加入Ag、Sb可提高高溫性能。Sn有冷脆性。釬焊接頭工作溫度一般不高于100℃。

5第4章釬料6鉛：延展性、潤(rùn)濕性、低熔點(diǎn)（Sn61.9Pb38.1183℃）第4章釬料7第4章釬料§4.3軟釬料

(2)無(wú)鉛錫基釬料以Sn/Ag/Cu/In/Bi/Zn二元或多元合金代替在電子工業(yè)中應(yīng)用最廣的63Sn-Pb37共晶合金釬料。96.5Sn3.0Ag0.5Cu(217-219℃)、96.5Sn3.5Ag(221℃)

99.3Sn0.7Cu(227℃)、42Sn58Bi(139℃)、91.7Sn3.5Ag4.8Bi(210-215℃)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂塑性、彈性模量但熔點(diǎn)、潤(rùn)濕8第4章釬料(2)鉍基釬料9第4章釬料10第4章釬料11第4章釬料Sn-Ag-Cu合金12第4章釬料（3）鉛基釬料純鉛不能潤(rùn)濕Cu、Fe、Al、Ni等金屬，常加入Ag、Sn、Cd、Zn釬焊銅。加入Ag可潤(rùn)濕銅，且使釬料熔點(diǎn)下降；加入Sn可提高潤(rùn)濕性。焊后接頭耐熱性提高，可在150℃以下工作。在潮濕環(huán)境下耐濕性差。（4）鎘基釬料鎘基釬料是耐熱性最好的一種軟釬料，工作溫度可達(dá)250℃。

13第4章釬料常見(jiàn)的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系釬料。Ag的加入可提高強(qiáng)度，但超過(guò)5%Ag使液相線迅速上升，結(jié)晶區(qū)間變得很寬，故Ag不宜過(guò)高。Zn的加入可減少液態(tài)釬料的氧化，并使熔點(diǎn)下降，釬縫可電鍍。鎘基釬料釬焊銅時(shí)，溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，釬縫界面將生成脆性的化合物，使性能下降。14第4章釬料15第4章釬料4.4硬釬料（1）鋁基釬料用途：僅用于釬焊鋁及鋁合金；組成：鋁及可和鋁形成共晶的金屬鋁硅共晶、鋁硅銅共晶牌號(hào)名稱合金成分wt%Tm°CσbfMPaAlSiCuZnBAl88Si鋁硅釬料余量12±1~~577~582147~157BAl67CuSi鋁硅銅1號(hào)余量5.5~6.527~29~525~535脆性大BAl86SiCu鋁硅銅2號(hào)余量9.3~10.73.3~4.7~520~585245~294HL403鋁硅銅鋅余量10±14±0.710±1516~560245~29416第4章釬料17第4章釬料共晶成分：12.2%Si；熔點(diǎn)：577°C；缺點(diǎn)：熔點(diǎn)接近于鋁合金的熔點(diǎn)。18第4章釬料（2）銀基釬料1.真空釬焊用釬料2.銀銅鋅釬料3.銀銅鋅鎘釬料4.銀銅鋅錫釬料用途廣泛的硬釬料：低碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、高溫合金、銅及銅合金；難熔金屬、陶瓷等；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好、耐介質(zhì)腐蝕；問(wèn)題：價(jià)格高，低銀釬料的研制，如何降低熔點(diǎn)，如何避免脆性相。19第4章釬料Ag-Cu-Zn釬料合金Ag-Cu共晶點(diǎn)780°C加入Zn降低熔點(diǎn)，720°C會(huì)產(chǎn)生脆性β、γ、δ和ε相γ、δ和ε相塑性極差Zn含量控制在35%以下Ag-Cu-Zn-Sn釬料合金進(jìn)一步降低熔點(diǎn)加入量0.5~5%，熔660°C過(guò)多產(chǎn)生脆性加入微量Ni，提高強(qiáng)度和耐熱性。20第4章釬料21第4章釬料22第4章釬料23第4章釬料24第4章釬料25第4章釬料（3）銅基釬料1.純銅釬料2.銅磷及銅銀磷釬料3.銅鋅釬料4.銅鍺釬料5.銅基高溫釬料

Cu-Zn釬料：通過(guò)Zn含量降低熔點(diǎn)，

Cu62/Zn38(黃銅)熔點(diǎn)902°Cα固熔體組織良好的強(qiáng)度和塑性加入Si抑制Zn的揮發(fā)加入Sn提高鋪展性26第4章釬料27第4章釬料Si氧化后與釬劑中的硼酸鹽形成低熔點(diǎn)的硅酸鹽，浮在液態(tài)釬料表面，阻止Zn的揮發(fā)。28第4章釬料Cu-P釬料，共晶成分：8.38wt%磷；熔點(diǎn)：714°CP2O5與氧化銅生成復(fù)合化合物，以液態(tài)覆蓋母材表面，起保護(hù)作用。29第4章釬料30第4章釬料31第4章釬料32第4章釬料銅基高溫釬料：BCuNiSiB（H1CuNi30-2-0.2）27~30%Ni：提高高溫強(qiáng)度，但熔點(diǎn)也增加1.5~2.%Si、0.2%B：降低熔點(diǎn)，改善潤(rùn)濕性工作溫度可以達(dá)到600°C可以達(dá)到與1Cr18Ni9Ti等強(qiáng)度。33第4章釬料（4）錳基釬料加入Cr、Co可使釬料提高高溫抗氧化性和熱強(qiáng)性，接頭工作溫度可達(dá)600～700℃。34第4章釬料35第4章釬料（5）鎳基釬料Ni-B共晶點(diǎn)1140℃（4%B）。B顯著提高高溫強(qiáng)度，改善潤(rùn)濕性，但使溶蝕增加，形成化合物變脆。Ni-Si共晶點(diǎn)1152℃（11%Si）。Si可溶于Ni中形成固溶體，超過(guò)6%Si，會(huì)產(chǎn)生脆的化合物。Ni-P共晶點(diǎn)880℃（11%P）。P不溶于Ni，易形成一系列化合物變脆。36第4章釬料37第4章釬料

C的加入可降低熔點(diǎn)，但碳對(duì)釬料的高溫強(qiáng)度及溶蝕性都有不良影響，故不宜多加。Cr是鎳基釬料中的主要添加元素，鉻使鎳固溶體強(qiáng)化并提高其抗氧化性。BNi-1、2、3、4均含有Si、B、C，含B釬料對(duì)不銹鋼和高溫合金有晶間滲入現(xiàn)象，使晶界變脆，不適合焊薄件。因B能吸收中子，故不適用于核領(lǐng)域。BNi-5不含B，可焊薄件及應(yīng)用于核領(lǐng)域，但熔點(diǎn)偏高。BNi-6、7為Ni-P和Ni-Cr-P共晶成分，熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好。不含B，可焊薄件。工作溫度低。鎳基釬料很脆，一般制成粉末或非晶態(tài)使用。38第4章釬料39第4章釬料40第4章釬料41第4章釬料42第4章釬料（6）自釬劑釬料既能填充釬縫金屬，又能起釬劑作用的釬料稱之。即自身含有起到釬劑作用的微量或一定量元素的釬料。要求：1）釬料內(nèi)含有較強(qiáng)的還原劑，釬焊時(shí)能還原母材表面氧化物；2）還原產(chǎn)物的熔點(diǎn)應(yīng)低于釬焊溫度，或還原產(chǎn)物能與表面氧化物形成低熔點(diǎn)的復(fù)合化合物；3）還原產(chǎn)物或形成的復(fù)合化合物的粘度要小，能被液體釬料排開(kāi)，不妨礙釬料的鋪展。此外，還原劑應(yīng)溶于釬料中，能降低釬料的表面張力。如：釬焊銅的銅磷、銅磷銀釬料；含有鋰的銀基、銅基釬料；釬焊不銹鋼的錳基釬料等。43第4章釬料1)銅磷釬料和銅銀磷釬料P的加入①自釬劑作用5CuO+2P=P2O5+5CuP2O5與CuO形成復(fù)合鹽，覆蓋表面防止氧化。②降低熔點(diǎn)釬料使用時(shí)應(yīng)注意：①因釬料較脆，用于振動(dòng)載荷較小的工件；②釬焊黃銅仍需加釬劑；③不能釬焊鋼、鎳及其合金，因P化物極脆。44第4章釬料45第4章釬料46第4章釬料2)銀基和銅基自釬劑釬料表中Cr以下的元素都可還原Cr2O3,但還原產(chǎn)物的氧化物大多熔點(diǎn)高，有的粘度大，起不到自釬劑作用。鋰的氧化物L(fēng)i2O的熔點(diǎn)雖高，但有如下特點(diǎn)：1.它能與許多氧化物形成低熔復(fù)合化合物；2.氧化鋰對(duì)水的親和力極大，它和周圍氣氛中的水分作用，形成熔點(diǎn)為450℃的LiOH，它幾乎能溶解所有的氧化物，同時(shí)呈薄膜狀覆蓋金屬表面，起保護(hù)作用；3.鋰是表面活性物質(zhì)。47第4章釬料48第4章釬料

§4.4

釬料的選擇經(jīng)濟(jì)性：根據(jù)結(jié)