第6章釬料(2h)

1、第6章釬 料一一.對釬料的基本要求對釬料的基本要求二二.釬料的分類和型號釬料的分類和型號三三.常見釬料介紹常見釬料介紹四四.釬料的選擇釬料的選擇第第6章釬料章釬料 釬焊時，焊件是依靠熔化的釬料凝固后連接起來的，因此，釬焊接頭的質(zhì)量在很大程度上取決于釬料。為了滿足工藝要求和獲得高質(zhì)量的釬焊接頭，釬料應(yīng)滿足以下五點基本要求：1.釬料應(yīng)具有合適的熔點。它的熔點至少應(yīng)比母材的熔點低幾十度。二者熔點過于接近，會使釬焊過程不易控制，甚至導致母材晶粒長大，過燒，以及局部熔化。2.釬料應(yīng)具有良好的潤濕性，能充分的填滿釬縫間隙。一一. .對釬料的基本要求對釬料的基本要求第第6章釬料章釬料3.釬料與母材的擴散作用

2、,應(yīng)保證它們之間形成牢固的結(jié)合。4.釬料應(yīng)具有穩(wěn)定和均勻的成分，盡量減少釬焊過程中的偏析現(xiàn)象和易揮發(fā)元素的損耗等。5.所得到的接頭應(yīng)能滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求：如機械性能（常溫、高溫或低溫下的強度、塑性、沖擊韌性等）和物理性能（導電、導熱、抗氧化性、抗腐蝕性等）方面的要求。 此外，也必須考慮釬料的經(jīng)濟性，應(yīng)盡量少用或不用稀有金屬和貴重金屬。第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料 1.1.釬料的分類釬料的分類1）釬料一般按熔點的高低分為兩類： 軟釬料(熔點小于450)；硬釬料(熔點高于450); 注：450分界線是人為劃定的，所以易熔與難熔，軟和硬都是相對的。2）根據(jù)釬料的主要元素把軟釬料和硬釬料可以分

3、為各種基的材料。 如軟釬料又可以分為鉍基、銦基、錫基、鉛基、鎘基、鋅基等類釬料；硬釬料又可分為鋁基、銀基、銅基、錳基、鎳基等類釬料。各種釬料的熔點見圖1。 3） 按照釬焊工藝性能分自釬性釬料、真空釬料、復(fù)合釬料等二、釬料的分類和型號二、釬料的分類和型號第第6章釬料章釬料圖圖1：各種軟、硬釬料的熔點范圍：各種軟、硬釬料的熔點范圍第第6章釬料章釬料2.2.釬料的型號和牌號釬料的型號和牌號釬料型號由兩部分組成。 釬料型號中第一部分用一個大寫英文字母表示釬料的類型：首字母“”表示軟釬料，“”表示硬釬料。 釬料型號中的第二部分由主要合金組分的化學元素符號組成。在這部分中第一個化學元素符號表示釬料的基體組

4、分；其他化學元素符號按其質(zhì)量分數(shù)（）順序排列，當幾種元素具有相同的質(zhì)量分數(shù)時，按其原子序數(shù)順序排列。軟釬料每個化學元素符號后都要標出其公稱質(zhì)量分數(shù)；硬釬料僅第一個化學元素符號后標出公稱質(zhì)量分數(shù)。公稱質(zhì)量分數(shù)取整數(shù)誤差，若其元素公稱質(zhì)量分數(shù)僅規(guī)定最低值時應(yīng)將其取整數(shù)。公稱質(zhì)量小于的元素在型號中不必標出，第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料u例: B Ag72Cu - V第1部分:釬料的代號,用B表示;第2部分:釬料的主要組元的一組元素符號,第一個元素符號Ag表示釬料的基礎(chǔ)組元,72表示Ag的質(zhì)量百分含量,其余組元元素符號按含量多少的順序排列,不標其含量;當釬料標記其它內(nèi)容時,以間隔符號”-”;第

5、3部分:V表示真空級釬料;R表示既可用作釬料,又可用作氣焊絲的銅鋅合金;機械電子工業(yè)部釬料牌號編號方法機械電子工業(yè)部釬料牌號編號方法 第一部分:用”HL”表示釬料; 第二部分:即牌號的第1個數(shù)字,表示釬料的化學組成類型; 第三部分:第2、第3位數(shù)字表示同一類釬料的不同牌號;焊料牌號第一位數(shù)字含義表2.3;P9)編號化學組成類型HL1HL2HL3HL4銅鋅合金銅磷合金銀合金鋁合金編號化學組成類型HL5HL6HL7 鋅合金錫鉛合金鎳合金第第6章釬料章釬料第第6 6章釬料章釬料圖圖2 2 Sn-PbSn-Pb狀態(tài)圖狀態(tài)圖三三. .常見釬料介紹常見釬料介紹軟釬料軟釬料1.1.錫基釬料錫基釬料 錫基釬料

6、中的錫鉛釬料-最常用的軟釬料 Sn-Pb狀態(tài)圖如圖2所示, 當含錫量在61.9%時，可形成熔點183的共晶。第第6章釬料章釬料圖3 Sn-Pb的機械性能和物理性能 所以 可以根據(jù)不同的要求,選擇釬料的成分，常見牌號和成分見下表Sn-Pb的機械性能和物理性能見圖3所示 有些錫鉛釬料加有少量的銻,目的是減少釬料在液態(tài)時的氧化,提高接頭的穩(wěn)定性。銻的含量一般控制在3%以下，以免發(fā)脆。u錫鉛釬料成分錫鉛釬料成分第第6章釬料章釬料第第6 6章釬料章釬料 錫鉛釬料的應(yīng)用范圍： 1）工作溫度不超過100； 2）錫鉛釬料在低溫下有冷脆性，固工作溫度也不能過低； 因為錫在低溫時發(fā)生同素異形變化，產(chǎn)生體積膨脹，而

7、脆性 鉛在低溫下無脆性，所以當釬料組織中若以鉛固溶體為主，錫彌散分布時，冷脆現(xiàn)象不明顯。3）錫鉛釬料的抗拉強度與溫度的關(guān)系見圖4所示圖4錫鉛釬料的抗拉強度與溫度的關(guān)系u常見錫鉛釬料的主要用途：常見錫鉛釬料的主要用途：第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料 純鉛不宜用作釬料，因為它不能很好的潤濕銅，鐵，鋁，鎳等常用金屬。通常用的鉛基釬料要在鉛中添加銀，錫，鎘，鋅等合金元素。 1）加銀使釬料能潤濕銅及銅合金，并降低熔化溫度； 2）為了改善潤濕性和填縫能力，可以再添加錫； 3）耐熱性比錫釬釬料好，工作溫度不超過150 ； 4）焊接的銅和黃銅在潮濕的環(huán)境中耐腐蝕性較差；必須涂敷防潮涂料保護； 5）鉛基釬

8、料的成分和性能見表所示；2.2.鉛基釬料鉛基釬料第第6章釬料章釬料u鉛基釬料的成分、性能和主要鉛基釬料的成分、性能和主要第第6章釬料章釬料鎘基釬料鎘基釬料 鎘基釬料是軟釬料中耐熱性最好的一種,工作溫度可達250。 1）Ag的加入能使鎘合金的熔點迅速上升，Ag 的含量盡量控制在5%以內(nèi)。2）加如鋅可以減輕釬料在熔化狀態(tài)下的氧化和降低熔點。3）鎘基釬料釬焊銅時，加熱溫度過高或時間過長，釬縫界面上將生成脆性銅鎘化合物，降低接頭性能。4）鎘基釬料的成分、性能和用途見表2-5（P27）所示u鎘基釬料的成分、性能和用途鎘基釬料的成分、性能和用途第第6章釬料章釬料4.4.無鉛焊料無鉛焊料國家標準GB/T 2

9、0422-2006。常用無鉛焊料的用途見下表第第6章釬料章釬料 1) 1)純銅釬料純銅釬料 銅的熔點1083.釬焊溫度取11001150; 為防止氧化,應(yīng)使用還原性氣氛,惰性氣氛和真空條件; 流動性和填縫能力很好,對零件的加工和裝配有嚴格要求.以免液態(tài)釬料流出 工作面。第第6章釬料章釬料5 5. .銅基釬銅基釬料料 銅基釬料銅基釬料標準規(guī)定，銅基釬料標準規(guī)定，銅基釬料分為純銅釬料、銅鋅釬料和銅磷釬料，分類及型號見表分為純銅釬料、銅鋅釬料和銅磷釬料，分類及型號見表硬釬料硬釬料第第6章釬料章釬料 加入鋅降低銅的熔點,銅鋅合金的狀態(tài)圖如圖6所示. 合金組織可出現(xiàn)等相;相為塑性良好的固溶體; 是強度高

10、,塑性低的化合物相; 是極脆的Cu2Zn3化合物相,因此鋅的含量不能太高.圖6銅鋅合金狀態(tài)圖2)2)銅鋅釬料銅鋅釬料第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料3 3）銅磷釬料）銅磷釬料 化學成分見表.10 p16 釬料主要用于銅和銅合金母材。能夠使用在無釬劑的清潔的非合金銅上。不能使用在黑色金屬或鎳基合金（脆性金屬間化合物）。 銅磷接頭的耐蝕性一般來講與銅相當， -釬料尤其適合電阻釬焊應(yīng)用，具有更好的塑性和低的流動性。 和-釬料在釬焊溫度下有很好的流動性，使用小的間隙就可以充滿接頭， 和釬料使用在裝配非常緊的地方，第第6章釬料章釬料6.6.銀基釬料銀基釬料 銀基釬料；銀基釬料的分類、型號及熔化參考溫

11、度優(yōu)點優(yōu)點: :熔點不很高;能潤濕很多金屬;具有良好的強度,塑性,導熱性,導電性和耐各種介質(zhì)腐蝕的性能. 這些釬料用于連接除鋁和鎂以外的大多數(shù)黑色和有色金屬，這是一類添加了某種成分（如銅、鋅、鎘、錳、鎳和鋰）的銀基釬料。 加入銅,降低銀的熔點;加入鋅,可進一步降低銀銅合金的熔點;錫能夠有效降低釬焊溫度，加入鎳有助于濕潤碳化鎢材料并能提高防腐性能。包含鎳的釬焊合金減輕了敏感的邊界腐蝕，主要使用于不銹鋼釬焊。鋰能有效減少耐熱金屬的氧化，改善其與釬料的濕潤性第第6章釬料章釬料 銀基釬料銀基釬料的分類、型號及熔化參考溫度第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料7.7.鋁基釬料鋁基釬料 鋁基釬料主要用來釬焊

12、鋁及鋁合金，釬焊其它金屬時釬料表面的氧化物不易去除，同時鋁容易和其它金屬形成脆性化合物，影響接頭質(zhì)量。 鋁基釬料鋁基釬料的分類、型號、形狀及熔化溫基釬料第第6章釬料章釬料 當選擇釬料時，要選擇液相線低于母材固相線的釬料，溫度差至少。如果在釬焊過程中，釬焊方法控制的加熱溫度精確，更小的溫差范圍也可以使用。 在大多數(shù)鋁釬焊操作中，使用釬劑清除和防止表面氧化皮，促進釬料濕潤母材。 鋁釬料用于手工操作時可提供條狀和絲狀。釬焊材料也可以加工制成環(huán)狀、膏狀和顆粒狀，使得預(yù)置的合金有可能使用在爐中釬焊和浸漬釬焊中。更便捷的方法是鋁釬焊片材。釬焊合金片材被應(yīng)用到母材的一面或兩面。 -釬料可以用于片材，在或鋁合

13、金芯的釬焊片材的一面或兩面有一個標準的釬焊鍍層，它僅能用于爐中和浸漬釬焊。第第6章釬料章釬料8.8.鎳基釬料鎳基釬料 鎳具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性,常在鎳中添加磷,硅,硼等元素。磷能大大降低鎳的熔點, 硼能顯著提高鎳的高溫強度,改善潤濕性，鉻是鎳基釬料的主加元素,能是鎳固溶體強化,并提高其抗氧化性. 鎳基釬料適用于爐中釬焊、感應(yīng)釬焊和電阻釬焊等工藝方法。適合于釬焊在高溫下工作的合金，接頭的高溫強度和耐蝕性比其他類釬料優(yōu)越。常用于不銹鋼、耐熱鋼、耐熱合金等釬焊，也可用于碳鋼和低合金鋼釬焊。根據(jù) 鎳基釬料標準規(guī)定，鎳基釬料的分類、型號和釬焊參考溫度、第第6章釬料章釬料 鎳基釬料中鎳基釬料的分類、

14、型號和釬焊參考溫度廣泛應(yīng)用于高強度合金和耐熱合金，廣泛應(yīng)用于高強度合金和耐熱合金，第第6章釬料章釬料 自釬劑釬料(定義):自身含有能起到釬劑作用的微量或一定量元素的釬料.要實現(xiàn)自釬劑作用,有四點要求:1)釬料中含有較強的還原劑,釬焊時能還原母材表面的氧化物。2)還原劑與氧化物反應(yīng)后的還原產(chǎn)物熔點低于釬焊溫度;或還原產(chǎn)物與母材表面氧化物形成低熔點復(fù)合化合物。3)還原產(chǎn)物與所形成的復(fù)合化合物黏度要小,能被液態(tài)釬料排開,不影響釬料的鋪展.4)還原劑能溶于釬料,最好還能改善釬料的潤濕性.第第6章釬料章釬料 常見的自釬劑釬料有1）銅磷釬料-生產(chǎn)上廣泛使用的空氣自釬劑釬料 銅中加P，釬焊銅時起自釬劑作用,

15、還原產(chǎn)物P2O5與氧化銅能形成復(fù)合化合物。 2）銀基和銅基自釬劑釬料 在保護氣氛中釬焊不銹鋼時,為了去除不銹鋼表面可能形成的Cr2O3,Al2O3,TiO2等氧化物,常需要使用自釬劑釬料。Li是經(jīng)常添加的自釬劑元素, 釬料的性能決定了釬焊接頭的性能,其選擇應(yīng)從:經(jīng)濟角度,使用要求,釬料和母材的匹配,釬焊加熱等方面綜合考慮。 1)經(jīng)濟角度:在能保證釬焊接頭質(zhì)量的情況下,選用價格便宜的釬料； 2)使用要求:釬焊強度要求不高時,選用軟釬料；強度要求較高時,選用硬釬料；低溫下工作的接頭,使用含錫量低,或添加有防止發(fā)生冷脆元素(如銻)的釬料；高溫下工作的接頭,選用高溫強度高和抗氧化性好的釬料(如鎳基釬料)；有耐蝕性要求時,選用釬料就應(yīng)保證釬焊接頭的抗腐蝕性；釬焊電器零件時,選用導電性好的釬料；有特殊要求的接頭,相應(yīng)選取特殊的釬料；四四. .釬釬料的選擇料的選擇第第6章釬料章釬料第第6章釬料章釬料3)釬料與母材的匹配:考慮潤濕性,考慮釬料與母材的反應(yīng),是否會生成脆性金屬間化合物;考慮釬焊的溫度對母材性能的影響;異種材料釬焊,考慮熱膨脹系數(shù)的差別等;4)加熱方法:爐中釬焊加熱速度慢,不宜含易揮發(fā)的元素;真空釬焊,不宜含高蒸氣壓的釬料;火焰釬焊,不宜用含錳高的釬料,以免發(fā)生噴濺和產(chǎn)生氣孔.第第6章釬料章釬料5）釬焊溫度對