[0004] 针对上述问题,本发明提供了一种耐腐蚀低温焊接材料,制备得到焊料具有提高的耐腐蚀和力学性能增强。
[0005] 一种耐腐蚀低温焊接材料,其特征在于,焊接材料包含以质量百分含量计的以下组分: Bi,In,Ga,Mn,Ca,B,其余为Sn,其中Mn 、Ca与B的比例为1-2: 0.3-0.5: 0.4-0.8。
[0006] 进一步地,焊接材料组成成份如下:Mn 、Ca与B的比例为1.5: 0.4: 0.2。
[0007] 进一步地,焊接材料组成成份如下: Bi为15-25%,In:4-8%,Ga:0.1-0.3%,Mn:1-2%,Ca为0.3-0.5%,B为0.4-0.8%,其余为Sn。
[0008] 进一步地,焊接材料组成成份如下Bi为20%,In:6%,Ga:0.2%,Mn:1.5%,Ca为0.4%,B为0.6%,其余为Sn。
[0009] 一种制造上述的焊接材料的制造方法,其特征在于,该制造方法包括:
[0010] a.将原料置入熔解用坩埚,将上述金属熔解后,充分搅拌;
[0011] b.然后将上述熔解后的金属降温至500℃-600℃,维持15-20分钟;
[0012] c.取出熔解合金表面的杂质,然后入模即可。
[0013] 进一步地,步骤a中先按一定比例添加Sn,Bi,In四种金属,熔解后按一定比例添加Ga,Mn,Ca金属,最后添加B。
[0014] 进一步地,制备过程为无氧环境。
[0015] 进一步地,B为通过高能研磨1-2小时后制备得到。
[0016] 进一步地,步骤a中坩埚的温度为700-800℃。
[0017] 进一步地,步骤b中的降温速度1-5℃/min。
[0018] Ga:熔点很低,沸点很高,可以净化合金溶液,其低熔点和高沸点的特性能使焊接材料的凝固温度区间变窄改善改善合金的铸造性能,并且能够减轻焊缝开裂和提高铸件的致密性。当Ga元素低于0.1%时,对耐蚀性、流动性、导热性的改善效果有限,同时,为了保持较低的生产成本,Ga的添加量则不应过高。综合考量性能改善效果和生产成本因素,在本发明所述的Ga含量应当被设定在0.1-0.3%范围之间。
[0019] B:B元素由于其原子直径小,电子空缺多,高温下可以和Ca活泼金属结合,降低其活性。但是若B的添加量过多,反而会大大降低B的合金流动性,并且使得焊接材料产生显微缩松或热裂倾向。B含量控制为:0.4-0.8%。
[0020] 钙:添加碱土元素Ca能够有利地改善冶金质量,同时,Ca元素的添加成本比较低,添加Ca的原因在于:提高合金熔体的着火温度,减轻熔炼过程中熔体以及热处理过程中合金的氧化。少量的Ca可提高焊料的抗氧化能力和耐热性能;过量的Ca反而由于其活泼性,降低焊接材料的抗氧化性。本发明的低成本高导热压铸焊料中Ca含量为0.3-0.5%。
[0021] 锰:少量的Mn可以和Ca金属元素形成化合物,降低Ca的活泼性,从而提高合金的耐蚀性。在本发明所述的高导热焊接材料中中的Mn含量应当设定为1-2%。
[0022] 合金相: Sn,Bi,In为基质相,添加Mn,Ca,B作为协同增强剂,具有更高的导热性和耐腐性。Mn,Ca,B形成合金相可提高合金的力学性能,具有不同比例的不同合金相相互促进,协同作用,最终实现了焊料的耐腐蚀和力学性能增强,具有意料不到的技术效果。
[0023] 本发明实现不同金属相相互促进,协同作用,最终实现了焊料的耐腐蚀和力学性能增强,具有意料不到的技术效果。