第6章钎料(2h)

1、第6章钎 料一一.对钎料的基本要求对钎料的基本要求二二.钎料的分类和型号钎料的分类和型号三三.常见钎料介绍常见钎料介绍四四.钎料的选择钎料的选择第第6章钎料章钎料 钎焊时，焊件是依靠熔化的钎料凝固后连接起来的，因此，钎焊接头的质量在很大程度上取决于钎料。为了满足工艺要求和获得高质量的钎焊接头，钎料应满足以下五点基本要求：1.钎料应具有合适的熔点。它的熔点至少应比母材的熔点低几十度。二者熔点过于接近，会使钎焊过程不易控制，甚至导致母材晶粒长大，过烧，以及局部熔化。2.钎料应具有良好的润湿性，能充分的填满钎缝间隙。一一. .对钎料的基本要求对钎料的基本要求第第6章钎料章钎料3.钎料与母材的扩散作用

2、,应保证它们之间形成牢固的结合。4.钎料应具有稳定和均匀的成分，尽量减少钎焊过程中的偏析现象和易挥发元素的损耗等。5.所得到的接头应能满足产品的技术要求：如机械性能（常温、高温或低温下的强度、塑性、冲击韧性等）和物理性能（导电、导热、抗氧化性、抗腐蚀性等）方面的要求。 此外，也必须考虑钎料的经济性，应尽量少用或不用稀有金属和贵重金属。第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料 1.1.钎料的分类钎料的分类1）钎料一般按熔点的高低分为两类： 软钎料(熔点小于450)；硬钎料(熔点高于450); 注：450分界线是人为划定的，所以易熔与难熔，软和硬都是相对的。2）根据钎料的主要元素把软钎料和硬钎料可以分

3、为各种基的材料。 如软钎料又可以分为铋基、铟基、锡基、铅基、镉基、锌基等类钎料；硬钎料又可分为铝基、银基、铜基、锰基、镍基等类钎料。各种钎料的熔点见图1。 3） 按照钎焊工艺性能分自钎性钎料、真空钎料、复合钎料等二、钎料的分类和型号二、钎料的分类和型号第第6章钎料章钎料图图1：各种软、硬钎料的熔点范围：各种软、硬钎料的熔点范围第第6章钎料章钎料2.2.钎料的型号和牌号钎料的型号和牌号钎料型号由两部分组成。 钎料型号中第一部分用一个大写英文字母表示钎料的类型：首字母“”表示软钎料，“”表示硬钎料。 钎料型号中的第二部分由主要合金组分的化学元素符号组成。在这部分中第一个化学元素符号表示钎料的基体组

4、分；其他化学元素符号按其质量分数（）顺序排列，当几种元素具有相同的质量分数时，按其原子序数顺序排列。软钎料每个化学元素符号后都要标出其公称质量分数；硬钎料仅第一个化学元素符号后标出公称质量分数。公称质量分数取整数误差，若其元素公称质量分数仅规定最低值时应将其取整数。公称质量小于的元素在型号中不必标出，第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料u例: B Ag72Cu - V第1部分:钎料的代号,用B表示;第2部分:钎料的主要组元的一组元素符号,第一个元素符号Ag表示钎料的基础组元,72表示Ag的质量百分含量,其余组元元素符号按含量多少的顺序排列,不标其含量;当钎料标记其它内容时,以间隔符号”-”;第

5、3部分:V表示真空级钎料;R表示既可用作钎料,又可用作气焊丝的铜锌合金;机械电子工业部钎料牌号编号方法机械电子工业部钎料牌号编号方法 第一部分:用”HL”表示钎料; 第二部分:即牌号的第1个数字,表示钎料的化学组成类型; 第三部分:第2、第3位数字表示同一类钎料的不同牌号;焊料牌号第一位数字含义表2.3;P9)编号化学组成类型HL1HL2HL3HL4铜锌合金铜磷合金银合金铝合金编号化学组成类型HL5HL6HL7 锌合金锡铅合金镍合金第第6章钎料章钎料第第6 6章钎料章钎料图图2 2 Sn-PbSn-Pb状态图状态图三三. .常见钎料介绍常见钎料介绍软钎料软钎料1.1.锡基钎料锡基钎料 锡基钎料

6、中的锡铅钎料-最常用的软钎料 Sn-Pb状态图如图2所示, 当含锡量在61.9%时，可形成熔点183的共晶。第第6章钎料章钎料图3 Sn-Pb的机械性能和物理性能 所以 可以根据不同的要求,选择钎料的成分，常见牌号和成分见下表Sn-Pb的机械性能和物理性能见图3所示 有些锡铅钎料加有少量的锑,目的是减少钎料在液态时的氧化,提高接头的稳定性。锑的含量一般控制在3%以下，以免发脆。u锡铅钎料成分锡铅钎料成分第第6章钎料章钎料第第6 6章钎料章钎料 锡铅钎料的应用范围： 1）工作温度不超过100； 2）锡铅钎料在低温下有冷脆性，固工作温度也不能过低； 因为锡在低温时发生同素异形变化，产生体积膨胀，而

7、脆性 铅在低温下无脆性，所以当钎料组织中若以铅固溶体为主，锡弥散分布时，冷脆现象不明显。3）锡铅钎料的抗拉强度与温度的关系见图4所示图4锡铅钎料的抗拉强度与温度的关系u常见锡铅钎料的主要用途：常见锡铅钎料的主要用途：第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料 纯铅不宜用作钎料，因为它不能很好的润湿铜，铁，铝，镍等常用金属。通常用的铅基钎料要在铅中添加银，锡，镉，锌等合金元素。 1）加银使钎料能润湿铜及铜合金，并降低熔化温度； 2）为了改善润湿性和填缝能力，可以再添加锡； 3）耐热性比锡钎钎料好，工作温度不超过150 ； 4）焊接的铜和黄铜在潮湿的环境中耐腐蚀性较差；必须涂敷防潮涂料保护； 5）铅基钎

8、料的成分和性能见表所示；2.2.铅基钎料铅基钎料第第6章钎料章钎料u铅基钎料的成分、性能和主要铅基钎料的成分、性能和主要第第6章钎料章钎料镉基钎料镉基钎料 镉基钎料是软钎料中耐热性最好的一种,工作温度可达250。 1）Ag的加入能使镉合金的熔点迅速上升，Ag 的含量尽量控制在5%以内。2）加如锌可以减轻钎料在熔化状态下的氧化和降低熔点。3）镉基钎料钎焊铜时，加热温度过高或时间过长，钎缝界面上将生成脆性铜镉化合物，降低接头性能。4）镉基钎料的成分、性能和用途见表2-5（P27）所示u镉基钎料的成分、性能和用途镉基钎料的成分、性能和用途第第6章钎料章钎料4.4.无铅焊料无铅焊料国家标准GB/T 2

9、0422-2006。常用无铅焊料的用途见下表第第6章钎料章钎料 1) 1)纯铜钎料纯铜钎料 铜的熔点1083.钎焊温度取11001150; 为防止氧化,应使用还原性气氛,惰性气氛和真空条件; 流动性和填缝能力很好,对零件的加工和装配有严格要求.以免液态钎料流出 工作面。第第6章钎料章钎料5 5. .铜基钎铜基钎料料 铜基钎料铜基钎料标准规定，铜基钎料标准规定，铜基钎料分为纯铜钎料、铜锌钎料和铜磷钎料，分类及型号见表分为纯铜钎料、铜锌钎料和铜磷钎料，分类及型号见表硬钎料硬钎料第第6章钎料章钎料 加入锌降低铜的熔点,铜锌合金的状态图如图6所示. 合金组织可出现等相;相为塑性良好的固溶体; 是强度高

10、,塑性低的化合物相; 是极脆的Cu2Zn3化合物相,因此锌的含量不能太高.图6铜锌合金状态图2)2)铜锌钎料铜锌钎料第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料3 3）铜磷钎料）铜磷钎料 化学成分见表.10 p16 钎料主要用于铜和铜合金母材。能够使用在无钎剂的清洁的非合金铜上。不能使用在黑色金属或镍基合金（脆性金属间化合物）。 铜磷接头的耐蚀性一般来讲与铜相当， -钎料尤其适合电阻钎焊应用，具有更好的塑性和低的流动性。 和-钎料在钎焊温度下有很好的流动性，使用小的间隙就可以充满接头， 和钎料使用在装配非常紧的地方，第第6章钎料章钎料6.6.银基钎料银基钎料 银基钎料；银基钎料的分类、型号及熔化参考温

11、度优点优点: :熔点不很高;能润湿很多金属;具有良好的强度,塑性,导热性,导电性和耐各种介质腐蚀的性能. 这些钎料用于连接除铝和镁以外的大多数黑色和有色金属，这是一类添加了某种成分（如铜、锌、镉、锰、镍和锂）的银基钎料。 加入铜,降低银的熔点;加入锌,可进一步降低银铜合金的熔点;锡能够有效降低钎焊温度，加入镍有助于湿润碳化钨材料并能提高防腐性能。包含镍的钎焊合金减轻了敏感的边界腐蚀，主要使用于不锈钢钎焊。锂能有效减少耐热金属的氧化，改善其与钎料的湿润性第第6章钎料章钎料 银基钎料银基钎料的分类、型号及熔化参考温度第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料7.7.铝基钎料铝基钎料 铝基钎料主要用来钎焊

12、铝及铝合金，钎焊其它金属时钎料表面的氧化物不易去除，同时铝容易和其它金属形成脆性化合物，影响接头质量。 铝基钎料铝基钎料的分类、型号、形状及熔化温基钎料第第6章钎料章钎料 当选择钎料时，要选择液相线低于母材固相线的钎料，温度差至少。如果在钎焊过程中，钎焊方法控制的加热温度精确，更小的温差范围也可以使用。 在大多数铝钎焊操作中，使用钎剂清除和防止表面氧化皮，促进钎料湿润母材。 铝钎料用于手工操作时可提供条状和丝状。钎焊材料也可以加工制成环状、膏状和颗粒状，使得预置的合金有可能使用在炉中钎焊和浸渍钎焊中。更便捷的方法是铝钎焊片材。钎焊合金片材被应用到母材的一面或两面。 -钎料可以用于片材，在或铝合

13、金芯的钎焊片材的一面或两面有一个标准的钎焊镀层，它仅能用于炉中和浸渍钎焊。第第6章钎料章钎料8.8.镍基钎料镍基钎料 镍具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性,常在镍中添加磷,硅,硼等元素。磷能大大降低镍的熔点, 硼能显著提高镍的高温强度,改善润湿性，铬是镍基钎料的主加元素,能是镍固溶体强化,并提高其抗氧化性. 镍基钎料适用于炉中钎焊、感应钎焊和电阻钎焊等工艺方法。适合于钎焊在高温下工作的合金，接头的高温强度和耐蚀性比其他类钎料优越。常用于不锈钢、耐热钢、耐热合金等钎焊，也可用于碳钢和低合金钢钎焊。根据 镍基钎料标准规定，镍基钎料的分类、型号和钎焊参考温度、第第6章钎料章钎料 镍基钎料中镍基钎料的分类、

14、型号和钎焊参考温度广泛应用于高强度合金和耐热合金，广泛应用于高强度合金和耐热合金，第第6章钎料章钎料 自钎剂钎料(定义):自身含有能起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料.要实现自钎剂作用,有四点要求:1)钎料中含有较强的还原剂,钎焊时能还原母材表面的氧化物。2)还原剂与氧化物反应后的还原产物熔点低于钎焊温度;或还原产物与母材表面氧化物形成低熔点复合化合物。3)还原产物与所形成的复合化合物黏度要小,能被液态钎料排开,不影响钎料的铺展.4)还原剂能溶于钎料,最好还能改善钎料的润湿性.第第6章钎料章钎料 常见的自钎剂钎料有1）铜磷钎料-生产上广泛使用的空气自钎剂钎料 铜中加P，钎焊铜时起自钎剂作用,

15、还原产物P2O5与氧化铜能形成复合化合物。 2）银基和铜基自钎剂钎料 在保护气氛中钎焊不锈钢时,为了去除不锈钢表面可能形成的Cr2O3,Al2O3,TiO2等氧化物,常需要使用自钎剂钎料。Li是经常添加的自钎剂元素, 钎料的性能决定了钎焊接头的性能,其选择应从:经济角度,使用要求,钎料和母材的匹配,钎焊加热等方面综合考虑。 1)经济角度:在能保证钎焊接头质量的情况下,选用价格便宜的钎料； 2)使用要求:钎焊强度要求不高时,选用软钎料；强度要求较高时,选用硬钎料；低温下工作的接头,使用含锡量低,或添加有防止发生冷脆元素(如锑)的钎料；高温下工作的接头,选用高温强度高和抗氧化性好的钎料(如镍基钎料)；有耐蚀性要求时,选用钎料就应保证钎焊接头的抗腐蚀性；钎焊电器零件时,选用导电性好的钎料；有特殊要求的接头,相应选取特殊的钎料；四四. .钎钎料的选择料的选择第第6章钎料章钎料第第6章钎料章钎料3)钎料与母材的匹配:考虑润湿性,考虑钎料与母材的反应,是否会生成脆性金属间化合物;考虑钎焊的温度对母材性能的影响;异种材料钎焊,考虑热膨胀系数的差别等;4)加热方法:炉中钎焊加热速度慢,不宜含易挥发的元素;真空钎焊,不宜含高蒸气压的钎料;火焰钎焊,不宜用含锰高的钎料,以免发生喷溅和产生气孔.第第6章钎料章钎料5）钎焊温度对