第4章-钎料分析课件

第4章钎料§4.1对钎料的基本要求

1）合适的熔点，比母材至少低几十度；2）有良好的润湿性及填缝能力；3）能与母材充分作用并形成牢固的冶金结合；4）具有稳定和均匀的成分，钎焊时避免偏析及易挥发元素的烧损；5）钎焊接头应满足产品的技术要求；6）环保，成本低，易制造。1第4章钎料§4.2钎料的分类

1.钎料的分类

以熔点区分：低于450℃易熔钎料（软钎料）高于450℃难熔钎料（硬钎料）以组成钎料的主要元素分：软钎料：锡基、铅基、镉基、锌基等；硬钎料：铝基、银基、铜基、锰基、镍基等。

2第4章钎料2.钎料的牌号国标硬钎料软钎料S-Sn60Pb40Sb软钎料元素符号都标，硬钎料只标第一个标记其他内容，以“-”隔开3第4章钎料机械部4第4章钎料§4.3软钎料

(1)锡铅钎料共晶成分的机械性能最好；表面张力小，则润湿性好；铺展、填缝性好。

加入Sb（＜3%）可减少液态钎料的氧化；加入Ag、Sb可提高高温性能。Sn有冷脆性。钎焊接头工作温度一般不高于100℃。

5第4章钎料6铅：延展性、润湿性、低熔点（Sn61.9Pb38.1183℃）第4章钎料7第4章钎料§4.3软钎料

(2)无铅锡基钎料以Sn/Ag/Cu/In/Bi/Zn二元或多元合金代替在电子工业中应用最广的63Sn-Pb37共晶合金钎料。96.5Sn3.0Ag0.5Cu(217-219℃)、96.5Sn3.5Ag(221℃)

99.3Sn0.7Cu(227℃)、42Sn58Bi(139℃)、91.7Sn3.5Ag4.8Bi(210-215℃)屈服强度、抗拉强度、断裂塑性、弹性模量但熔点、润湿8第4章钎料(2)铋基钎料9第4章钎料10第4章钎料11第4章钎料Sn-Ag-Cu合金12第4章钎料（3）铅基钎料纯铅不能润湿Cu、Fe、Al、Ni等金属，常加入Ag、Sn、Cd、Zn钎焊铜。加入Ag可润湿铜，且使钎料熔点下降；加入Sn可提高润湿性。焊后接头耐热性提高，可在150℃以下工作。在潮湿环境下耐湿性差。（4）镉基钎料镉基钎料是耐热性最好的一种软钎料，工作温度可达250℃。

13第4章钎料常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线迅速上升，结晶区间变得很宽，故Ag不宜过高。Zn的加入可减少液态钎料的氧化，并使熔点下降，钎缝可电镀。镉基钎料钎焊铜时，温度过高，时间过长，钎缝界面将生成脆性的化合物，使性能下降。14第4章钎料15第4章钎料4.4硬钎料（1）铝基钎料用途：仅用于钎焊铝及铝合金；组成：铝及可和铝形成共晶的金属铝硅共晶、铝硅铜共晶牌号名称合金成分wt%Tm°CσbfMPaAlSiCuZnBAl88Si铝硅钎料余量12±1~~577~582147~157BAl67CuSi铝硅铜1号余量5.5~6.527~29~525~535脆性大BAl86SiCu铝硅铜2号余量9.3~10.73.3~4.7~520~585245~294HL403铝硅铜锌余量10±14±0.710±1516~560245~29416第4章钎料17第4章钎料共晶成分：12.2%Si；熔点：577°C；缺点：熔点接近于铝合金的熔点。18第4章钎料（2）银基钎料1.真空钎焊用钎料2.银铜锌钎料3.银铜锌镉钎料4.银铜锌锡钎料用途广泛的硬钎料：低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金；难熔金属、陶瓷等；导电、导热性能良好、耐介质腐蚀；问题：价格高，低银钎料的研制，如何降低熔点，如何避免脆性相。19第4章钎料Ag-Cu-Zn钎料合金Ag-Cu共晶点780°C加入Zn降低熔点，720°C会产生脆性β、γ、δ和ε相γ、δ和ε相塑性极差Zn含量控制在35%以下Ag-Cu-Zn-Sn钎料合金进一步降低熔点加入量0.5~5%，熔660°C过多产生脆性加入微量Ni，提高强度和耐热性。20第4章钎料21第4章钎料22第4章钎料23第4章钎料24第4章钎料25第4章钎料（3）铜基钎料1.纯铜钎料2.铜磷及铜银磷钎料3.铜锌钎料4.铜锗钎料5.铜基高温钎料

Cu-Zn钎料：通过Zn含量降低熔点，

Cu62/Zn38(黄铜)熔点902°Cα固熔体组织良好的强度和塑性加入Si抑制Zn的挥发加入Sn提高铺展性26第4章钎料27第4章钎料Si氧化后与钎剂中的硼酸盐形成低熔点的硅酸盐，浮在液态钎料表面，阻止Zn的挥发。28第4章钎料Cu-P钎料，共晶成分：8.38wt%磷；熔点：714°CP2O5与氧化铜生成复合化合物，以液态覆盖母材表面，起保护作用。29第4章钎料30第4章钎料31第4章钎料32第4章钎料铜基高温钎料：BCuNiSiB（H1CuNi30-2-0.2）27~30%Ni：提高高温强度，但熔点也增加1.5~2.%Si、0.2%B：降低熔点，改善润湿性工作温度可以达到600°C可以达到与1Cr18Ni9Ti等强度。33第4章钎料（4）锰基钎料加入Cr、Co可使钎料提高高温抗氧化性和热强性，接头工作温度可达600～700℃。34第4章钎料35第4章钎料（5）镍基钎料Ni-B共晶点1140℃（4%B）。B显著提高高温强度，改善润湿性，但使溶蚀增加，形成化合物变脆。Ni-Si共晶点1152℃（11%Si）。Si可溶于Ni中形成固溶体，超过6%Si，会产生脆的化合物。Ni-P共晶点880℃（11%P）。P不溶于Ni，易形成一系列化合物变脆。36第4章钎料37第4章钎料

C的加入可降低熔点，但碳对钎料的高温强度及溶蚀性都有不良影响，故不宜多加。Cr是镍基钎料中的主要添加元素，铬使镍固溶体强化并提高其抗氧化性。BNi-1、2、3、4均含有Si、B、C，含B钎料对不锈钢和高温合金有晶间渗入现象，使晶界变脆，不适合焊薄件。因B能吸收中子，故不适用于核领域。BNi-5不含B，可焊薄件及应用于核领域，但熔点偏高。BNi-6、7为Ni-P和Ni-Cr-P共晶成分，熔点低，流动性好。不含B，可焊薄件。工作温度低。镍基钎料很脆，一般制成粉末或非晶态使用。38第4章钎料39第4章钎料40第4章钎料41第4章钎料42第4章钎料（6）自钎剂钎料既能填充钎缝金属，又能起钎剂作用的钎料称之。即自身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。要求：1）钎料内含有较强的还原剂，钎焊时能还原母材表面氧化物；2）还原产物的熔点应低于钎焊温度，或还原产物能与表面氧化物形成低熔点的复合化合物；3）还原产物或形成的复合化合物的粘度要小，能被液体钎料排开，不妨碍钎料的铺展。此外，还原剂应溶于钎料中，能降低钎料的表面张力。如：钎焊铜的铜磷、铜磷银钎料；含有锂的银基、铜基钎料；钎焊不锈钢的锰基钎料等。43第4章钎料1)铜磷钎料和铜银磷钎料P的加入①自钎剂作用5CuO+2P=P2O5+5CuP2O5与CuO形成复合盐，覆盖表面防止氧化。②降低熔点钎料使用时应注意：①因钎料较脆，用于振动载荷较小的工件；②钎焊黄铜仍需加钎剂；③不能钎焊钢、镍及其合金，因P化物极脆。44第4章钎料45第4章钎料46第4章钎料2)银基和铜基自钎剂钎料表中Cr以下的元素都可还原Cr2O3,但还原产物的氧化物大多熔点高，有的粘度大，起不到自钎剂作用。锂的氧化物Li2O的熔点虽高，但有如下特点：1.它能与许多氧化物形成低熔复合化合物；2.氧化锂对水的亲和力极大，它和周围气氛中的水分作用，形成熔点为450℃的LiOH，它几乎能溶解所有的氧化物，同时呈薄膜状覆盖金属表面，起保护作用；3.锂是表面活性物质。47第4章钎料48第4章钎料

§4.4

钎料的选择经济性：根据结