【正文】 釬料 四川省有色冶金研究院 之無鉛釬料 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 AI基釬料： 用于釬焊鋁及鋁合金 Ag基釬料： 綜合性能優(yōu)良，可以釬焊各種金屬，是應(yīng)用最廣的一類硬釬料。 Cu基釬料： 銅釬料： 釬焊碳鋼、低合金鋼。 銅鋅釬料： 多種釬焊方法焊多種金屬。 銅磷釬料： 主要用于釬焊銅和銅合金，在電機(jī)制造和制冷設(shè)備上應(yīng)用廣泛。 Ni基釬料： 性能優(yōu)良，可焊多種金屬。 揚(yáng)中市金星焊料有限公司之銅磷釬料 釬焊帶 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 釬劑的作用是去除母材和液態(tài)釬料表面上的氧化物，保護(hù)母材和釬料在加熱過程中不被進(jìn)一步氧化以及改善釬料在母材表面的潤濕性能。 對釬劑的基本要求 ①足夠之溶解或破壞表面氧化膜能力； ②釬焊溫度范圍內(nèi)表面張力小、粘度低、流動性好、密度低 ； ③熔點(diǎn)低于釬料合適溫度； ④成分及作用穩(wěn)定（穩(wěn)定溫度 ≥ 100℃ ）； ⑤產(chǎn)物 密度低、易排除； ⑥無強(qiáng)烈腐蝕作用、無毒性。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二、釬焊方法的分類 按溫度分： 軟釬焊（ soldering） ——釬料液相線溫度低于 450℃ ； 硬釬焊（ brazing） ——釬料液相線溫度高于 450℃ 。 某些國家將釬焊溫度超過 900℃ 而又不使用釬劑的釬 焊方法（如真空釬焊、氣體保護(hù)釬焊）稱作高溫釬焊。 按熱源分： 釬焊方法通常是以所應(yīng)用的熱源來命名的 。按熱源分類的釬焊方法見 P211表 93或 GB/T51851985。 按反應(yīng)特點(diǎn)分： 毛細(xì)釬焊 大間隙釬焊 反應(yīng)釬焊 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 １、烙鐵釬焊 (iron soldering) 特點(diǎn)：溫度低 應(yīng)用范圍 ： 適用于釬焊溫度低于 300℃ 的軟釬焊（用錫鉛或鉛基釬料） 釬焊薄件、小件需釬劑 利用烙鐵工作部（烙鐵頭）積聚的熱量來熔化釬料，并加熱釬焊處的母材而完成釬焊接頭的。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 ２ 、火焰釬焊 (torch brazing 。 torch soldering) 利用可燃?xì)怏w或液體燃料的氣化產(chǎn)物與氧或空氣混合燃燒所形成的火焰來進(jìn)行釬焊加熱的。 特點(diǎn)：簡單靈活、應(yīng)用廣泛 應(yīng)用范圍 ：一般應(yīng)用中性焰或輕微炭化焰 /通用氣焊炬或?qū)Ｓ免F焊炬（軟釬焊也可用噴燈）先加熱工件： ① 適用于釬焊某些受焊件形狀 、 尺寸及設(shè)備等限制而不能用其它方法釬焊的焊件 ② 可采用火焰自動釬焊 ③ 可焊接鋼 、 不銹鋼 、 硬質(zhì)合金 、鑄鐵 、 銅 、 銀 、 鋁等及其合金 ④ 常用釬料有銅鋅、銅磷、銀基、鋁基及鋅鋁釬料 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 浸漬釬焊 (dip brazing 。 dip soldering)（鹽浴及金屬浴，適合于大批量生產(chǎn)） 把焊件局部或整體地浸入鹽混合物溶液或釬料溶液中，依靠這些液體介質(zhì)的熱量來實(shí)現(xiàn)釬焊過程。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 電阻釬焊 (resistance brazing) （加熱極快，生產(chǎn)率高） 利用電流通過焊件或與焊件接觸的加熱塊產(chǎn)生的電阻熱加熱焊件和熔化釬料的釬焊方法。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 感應(yīng)釬焊 (induction brazing) （加熱迅速，氧化少，主要釬焊比較小的工件） 零件的待釬焊部分被至于交變磁場中，這部分母材的加熱是通過它在交變磁場中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電阻熱來實(shí)現(xiàn)的。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 爐中釬焊 (furnace brazing 。 furnace soldering)（整體加熱，變形小，適合于批量生產(chǎn)） 真空釬焊系統(tǒng) 鋁釬焊爐 利用電阻爐來加熱焊件。 空氣爐、保護(hù)氣氛爐、真空爐 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 三、釬焊工藝參數(shù)及確定 釬焊過程的主要工藝是釬焊溫度和保溫時間。 釬焊溫度通常選為高于釬料液相線溫度 25～ 60℃ 。 釬焊保溫時間視工件大小、釬料與母材相互作用的劇烈程度而定。過長的保溫時間將導(dǎo)致溶蝕等缺陷的發(fā)生。 加熱速度和冷卻速度也是重要工藝參數(shù)。過快的加熱會使焊件內(nèi)室溫不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；加熱過慢會產(chǎn)生某些有害過程，如母材晶粒長大、釬料低沸點(diǎn)組元的蒸發(fā)、金屬的氧化、釬劑的分解等劇烈發(fā)展。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 陶瓷的釬焊 在陶瓷與金屬的釬焊連接中，釬料在陶瓷上良好的潤濕性能是實(shí)現(xiàn)有效冶金連接的前提。根據(jù)改善潤濕性的不同，分為兩類： ?間接釬焊， 即先對陶瓷表面進(jìn)行金屬化處理，再使用常規(guī)釬料連接； ?直接釬焊， 即直接采用含有活性金屬元素的釬料焊接 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 一、間接釬焊 ?MoMn法 ?蒸發(fā)金屬化法 ?濺射金屬化法 ?離子注入法 ?熱噴涂法 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 MoMn法 19世紀(jì) 30年代發(fā)展起來的，是現(xiàn)代陶瓷金屬化的基礎(chǔ)。 工藝過程為：將 MnO2與 Mo的粉末用粘接劑粘到陶瓷表面，在 1000~1800℃ 的 N2或 H2中燒結(jié)，表面形成玻璃相，同時部分金屬氧化物還原，產(chǎn)生金屬表面層。為改善釬料對金屬化層的潤濕性，可在金屬化層上鍍鎳，最后用銀 銅釬料將鍍鎳層與金屬母材釬焊起來。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 ： ①釬料中不含有飽和蒸汽壓高的化學(xué)元素，如 Zn、 Cd、 Mg等，以免在釬焊過程中這些化學(xué)元素污染電子器件或造成電介質(zhì)漏電。 ②釬料的含氧量不能超過 %，以免在氫氣中釬焊時生成水汽。 ③ 釬焊接頭要有較好的松弛性，能最大限度地減小由陶瓷與金屬線脹系數(shù)差異而引起的熱應(yīng)力。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二、直接釬焊 ? 過渡金屬主要有離子鍵和共價鍵，表現(xiàn)出非常穩(wěn)定的電子配位，要使陶瓷表面被金屬鍵的金屬釬料潤濕，在釬料和陶瓷之間必須要有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，通過反應(yīng)陶瓷表面分解形成新相，產(chǎn)生化學(xué)吸附機(jī)制，才能形成強(qiáng)的界面結(jié)合。 ? 過渡金屬具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，這些元素對氧化物、硅酸鹽等有較大的親和力，可通過化學(xué)反應(yīng)在陶瓷表面形成反應(yīng)層。 ? 反應(yīng)層主要由金屬與陶瓷的復(fù)合物相組成，表現(xiàn)出與金屬相同的微觀結(jié)構(gòu)，可被熔化金屬潤濕，從而達(dá)到與金屬連接的目的。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 ? 在 Au、 Ag、 Cu、 Ni等系統(tǒng)的釬料中加入活性金屬后，制成活性釬料。 ? 活性釬料通常以 Ti作為活性元素。 ? 活性金屬的化學(xué)活性很強(qiáng)，釬焊時對活性元素的保護(hù)是很重要的，這些元素一旦被氧化后就不能再與陶瓷發(fā)生反應(yīng)。因此，活性金屬法釬焊一般是在 102Pa的真空或惰性保護(hù)氣氛中進(jìn)行的。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 活性釬料與陶瓷反應(yīng)形成反應(yīng)層亦有不利作用： ? 脆性，或有時有雨晶格系數(shù)及線膨脹系數(shù)與陶瓷不匹配而與基體陶瓷的粘著不夠。 ? 熱應(yīng)力。在靠近界面的陶瓷邊緣是產(chǎn)生高應(yīng)力水平的區(qū)域，控制應(yīng)力的方法是控制釬焊過程，冷卻速度降低有利于應(yīng)力松弛而使應(yīng)力減小。 太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院