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Al-Si系釬料(液相線溫度范圍570 ~ 630T:)

時間:2020-02-12 16:34:05 作者:小編 點擊:

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Al-Si系釬料(液相線溫度范圍570 ~ 630T:) Filler Metals of Al-Si Series (melting range 570 - 630^ )


  • 本篇所述之Al-Si系釬料主要是指以Al-Si共晶 成分為基的釬料,也包括亞共晶、過共晶以及添加元 素不髙于5% (質(zhì)ft分?jǐn)?shù))的Al-Si合金。這-系列 的釬料無論是釬焊性、強度,還是母材色澤一致 性、鍍覆性和耐蝕性都極佳,是少有的優(yōu)良釬料,特 別是這系列釬料可以進行變質(zhì)(modification)處理, 可以大大增加釬料和釬縫的韌性和折彎性能,因此 是一種定塑的商品。表2-11列出了 Al-Si系釬料的 基本數(shù)據(jù)。

  • 一種銀白色的母材,釬料的色澤以及釬縫與母材結(jié)合部的鍍?性能也不得不成為一項重要的考慮內(nèi)容對于鋁釬料,首先應(yīng)當(dāng)考慮鋁基的合金這是毋 庸置疑的,在45CTC以丨?的硬釬料解決并不困難, 隨著釬料熔化溫度的降低,不得不在釬料合金中添 加低熔點的重金屬,上述的各種矛盾在此就變得益 發(fā)突出。以下諸節(jié)在釬料的液相線匕覆蓋了釬焊的 全溫度范圍。

  • 表2?丨1 Al-Si系釬料的基本數(shù)據(jù)

牌 號合金元素含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)熔化溫度/℃
國內(nèi)AAAWS-ASTMSiCuZnBe其他元素| 總量A1固相線液相線

4043BAlSi-14.5 -6.00.30.1?<1.0余量577629
BA192Si4343BAlSi-26.8-8.2<0.25<0.20?<1.0余看575615
BA190Si4045BAlSi-59.0-11.0彡0.30<0.10?<1.0余黽575590
BA186SiCu4145BAlSi-39.3-11.73.3 -4.7<0.20?<1.0余雖520585
BA188Si4047BAlSi^11.0-13.0<0.30務(wù) 0.20?<1.0余童575585
6M-13.0??0.4-0.8Sr:0.03
La:0.03
余童570575
  • Al-Si系合金相閣如圖2-21所示。此系為一共 晶系,共晶點《;(Si) =12_6%,溫度577℃。共晶組織中的Si相在鑄態(tài)呈現(xiàn)卷曲的片狀,金相的斷 面呈線狀(u但此系有一特殊的性能, 能接受Na、Sr、La等某些微?元素的變質(zhì)處 理1961 , Si相因此變成樹枝狀,金相的斷面早.蠕狀。如再經(jīng)-定的保溫處理,則Si相會 進一步變成球粒狀l?n。由于變質(zhì)的釬料在釬焊后 仍能保持某些變質(zhì)結(jié)構(gòu)1<(5],釬縫的強度因此大大 提高》Al-Si-Bc釬料,這個 體系的相圖[W1表明此體系中有一個鉭晶-共晶點,?(Si) =13% , to(Bc) =0.5% ,取的成分即此包晶-共晶點,其溫度為571T,比 Al-Si共晶要低6弋。經(jīng)Sr和丨_a的聯(lián)合變質(zhì)后,接 頭(見圖2-23)的抗拉強度均高過母材3003。對 接的釬縫折彎能力特別強,可以錘擊折成1801的 死彎而不斷裂。

  • 表2-11中的6M釬料本是1977?978年間, 筆者研究團隊提供給某衛(wèi)星I:廠的研究成果,用于 釬焊衛(wèi)星上的鋁波導(dǎo)管。但因力廠方擔(dān)心其中少量 鈹可能產(chǎn)生的毒性,取消了其中鈹?shù)某煞?,以后?此成丫流行的Al-Si-Sr-La通用鋁釬料,但其性能, 無論工藝性、接頭的強度和韌性比6M釬料都有很 大的差距。

  • 釬焊后的冷卻速度對Al-Si共晶釬料釬縫的結(jié) 構(gòu)有很大的影響,在添加某些變質(zhì)劑元素后這種影 響更加敏感空白的Al-Si共晶隨若冷卻速度加 快,--般只是Si相組織變細(xì),但不改變其片狀晶的 外形;在加人某些微黿雜質(zhì)(變質(zhì)劑)元素后,隨 著冷速加快,Si相形貌開始由片狀轉(zhuǎn)變?yōu)楦睢?多達(dá)20種以上的添加元素有這種作用,但其中最敏 感的添加元素是Na、Sr和U,其添加量只需0. 1% -0.01% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))??偟恼f來,軒焊后以較快 速度冷卻,有利于細(xì)化晶束,增加釬縫的強度。

  • 本節(jié)所述的Al-Si軒料的加工性能都很優(yōu)良, 可以方便地加工成絲或箔。
     

  • 一種急冷技術(shù)使Al-Si釬料的性能有了新的發(fā) 展。虞覺奇等[100]對Al-Si 基合金用單輥和 雙輥急冷技術(shù)獲得了薄帶釬料。據(jù)報道,這種急冷 釬料的液相線要比鑄態(tài)釬料低,并且具有更高的潤濕性和接頭強度。

  • Al-Si-Cu-Zn系軒料(液相線溫度 范圍 500 ~ 5"77 T ) Filler Metals of Al-Si-Cu-Zn Series ( melling range500 ~577t)

  • Al-Si-Cu系A(chǔ)1角的相圖如圖2-24_?w所 示。在Al-CuAl2-Si的贗二元系中有一個三元共晶 點,ie( Cu) = 26.7%, w( Si) = 5.1 % ,學(xué)度 525"C。 此一組成常用作釬焊液相線較低鋁合金的釬料在 八1-Si釬料中加人Cu后,釬料的流動性顯著增 ;JB11001 o此二元共晶釬料,巾于CuAl,金屬間化合 物的含錄很高,因而很脆,只適于鑄成條使用而難 丁加工成絲和箔。但若增加t?Al)為3% -5%, 離開共晶點而進人A1的液相而區(qū)則可以提高此釬 料的熱加工性能,但液相點則相應(yīng)提髙至約5401 左右。

  • Al-Si-Zn系的部分相圖如圖2-25所 示U3.KBUH0]?。三元共晶點E的組成為揂丨)= 5. 10%、w(Si) =0. 04%、w(Zn) =94. 86%。在 A1- Si共晶釬料加入Zn后,釬料的潤濕性和流動性均有加強。隨著Zn的濃度增加,Si的溶解度迅速下 降。Al-Si-Zri系組成與液相線的溫度的關(guān)系見表2_ 12。這個釬料因為體系中沒有化合物牛成,釬料的 熱加工件能要比Al-Si-Cu系強得多,可以方便地制 成絲或帶的形式。配制這種合金時,應(yīng)該先培制 Al.Si合金,然后在熔劑保護下加人Zn,往Al-Zn 合金中加Si不易溶人。西村誠llM]報道,在此種釬 料合金中加人少《Cu,b丨以減少與母材的色差, 加入少黽Mg可以提高耐腐蝕性。

  • 表2-13 Al-Si-Cu-Zn系釬料的基本數(shù)據(jù)



合金元素含量(% )

熔化溫度/t
國內(nèi)代號AAAWS-ASTMw( Si)?;(Cu)w(7n)
其他元素 總量w(M)固相線液相線
BA167CuSi
HI403
42456
9.3 ?10.7
28
3.3 -4.7
9.3-10.7?<1
<1
余量
余量
525
516
535
560
B623.520250.3<1余量480500
Y-19-113 ~65-7Yb 彡 0.04 Ti^0.04余量525560
  • Al-Cu-Ag-Zn系釬料(液相線溫度范圍 400 ~ 500X: ) Filler Metals of Al-Cu-Ag-Zn Series ( melting range 400 -50010)Al-Cu-Ag系中A1角的相圖如圖2-26所 示晴鄉(xiāng)。在A1角的ai_A丨2Cu_AgjAl贗三元系屮 有一三元共晶點,組成為u?Al) =40. 0%, ?Cu) = 19.3%, w(Ag) =40.1%,溫度為 5001。以此共 晶點成分作為釬料有很大的優(yōu)點,其色澤與A1母 材比較一致,軒焊的流動性極佳,鍍覆性能很好, 缺點是較脆,伹比Al-Si-Cu的脆度要低。有文獻(xiàn)報 道nw,這一釬料還是釬焊鈦合金的優(yōu)良釬料,為 了增加對鈦的潤濕性而加人質(zhì)最分?jǐn)?shù)為0. 01%的 Li。
  • 此系中用作釬料的另一三元系是Al-Cu-Zn,相 圖如圖2-27所示[102W,「_61。AI-C丨i-Zn系相圖比 較復(fù)雜,適合用作釬料的幾個無變點的組成和溫度 見表2-14。有專利報道"981使用了此種釬料,并在 其中加人0.05% - 0_ 08% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的Mg, 0. 05% (質(zhì)世分?jǐn)?shù))的Ni或&,能提高其耐蝕能 力。本釬料的色澤比較接近母材,加工性能較好。
  • 可以在Al-Cu-Ag共晶合金加人Zn來配制A1- Cu-Ag-Zn釬料[23]。隨著Zn含量的增加,合金的液 相線溫度在《>(辦)<70%時呈直線下降?關(guān)系如 下:t(Zii) (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 液相線 /T』500 485 475 465 455 446 436 424 396 380圖2-27 Al-Cu-Zn系相圖[丨02]9丨?丨丨的]161 Fig. 2-27 Phase diagram of Al-Cu-Zn system[102]91
  • 表2-14 Al_Cu-Zn系無變點的組成和溫度 Table 2-14 Composition and temperature of nonvariant points in system Al-Cu-Zn
點吧    組成(%)溫度/t   
m;(A1)   w( Cu)   w(Zn)    

44.350.05.7580

26.516.656.9420
%15.99.175.0396
E5.84.290.0377
  • 以2024鋁合金母材去掉被覆層后和上述釬料 作為一對電極,以NaCl的3%溶液作電解質(zhì)的電 位測定,?(Zn) =20% ~30%時,二者間的電位差 為零。Zn少于此值釬料為正,多于此值釬料為負(fù)。 這種釬料l>(Zn) =20% -30% ]具有較好的耐蝕性 和色澤。

  • Al-Ge-Si系釬料(液相線溫度范圍 425 ~ 500Tl) Filler Metals of Al- Ge-Si Series ( melting range 425 ~ 500t:)

  • 本系釬料的基本合金是Al-Ge系,體系的相圖 如圖2-28所示。為-簡單共晶系,共晶點 = 55%',溫度423弋。此共晶釬料流動性很好,鋪展性極佳,能沿母材表面大面積流布。色澤較深是一缺點。

  • 體系內(nèi)雖無化合物生成,但因共晶點t?Ge) 高達(dá)55%,極脆,鑄條幾乎無強度,落地便斷。 由于共晶溫度423弋正好處于難得的中溫鋁釬焊范 圍內(nèi),且釬焊工藝性能極佳,仍為人重視。使用時 需要采取一些特殊措施,例如,間隙應(yīng)該減小,不 要超過0. lmrn,釬后釬縫在釬焊溫度下做適當(dāng)保 溫處理,熱擴散后可以得到較高的強度。

  • Ge和Si在周期表中同族,物理化學(xué)性質(zhì)極為 相似,而且AUSi和Al-Gc同為共晶系。前者可以 通過添加某些變質(zhì)劑元素獲得變質(zhì)結(jié)構(gòu),從而大大 提卨釬料和釬縫的強度;而后者卻從實踐和理論上 都證明不可能獲得si的那種變質(zhì)結(jié)構(gòu)U09’ll(l],但溶 人Ti等難熔金屬,Ge片狀晶有聚集為塊狀晶的趨勢1。

  • Al-Si 二元系中添加了 Ge后,Al-Si的共晶溫 度就隨G?量的增加而降低,這樣就形成了 Al-Ge- Si三元系。Al-Ge-Si三元系的相圖如圖2-29所 示[1111。由于Ge-Si 二元系是一連續(xù)固溶體體系, 所以相圖中只有一條二元共晶線由Al-Si系的e,連 至Al-Ge系的e2為止。這條連線上各點的組成與 溫度見表2-15。在線上,諸點隨Si含量的 增加,Ge-Si固溶體分散相能被變質(zhì)的傾向也隨之 加強nw]。w(Ge) <41. 8%組成的合金已有可能產(chǎn)生較明顯的變質(zhì)結(jié)構(gòu)|KN1。本系中序號從3至6的 各組成合金經(jīng)Na、Si?或La變質(zhì)后都證明是有很大 意義的針料合金,釬焊工藝性能甚佳。液相點溫度 搜蓋范圍為480 -5501。KayamotJ"21報道,用此 系釬料成功地釬焊Al-Mg和Al-Mg-Si系合金。

  • 在Al-Si-Ge釬料的基礎(chǔ)上,文獻(xiàn)[113]報道 了加人Cu后形成Al-Si-Ge-Cu四元的釬料。由于此 釬料很脆,報道通過采用快冷工藝制備了厚度為90 ~ 150pm的奸料薄帶,Bf以應(yīng)用丁更低的釬焊溫度。

  • 表2-15 Al-Ge-Si系二元共晶的組成與溫度 Table 2-15 Compositions and temperatures of binary eutectics in system Al-Ge-Si

序號
組成(質(zhì)景分?jǐn)?shù),%)
溫度A1GeSi

51187.4
12.6
157282.37.210.5
254875.316.78.0
353669.225.25.6
450463.532.63.9
549059.038.22.8
647256.041.82.2
745452.046.61.4
?42447.053.0


Zn-Al系釬料(液相線溫度范圍 382 -400X:) Solders of Zn-Al Se-ries (melting range 382 - 400X1)


  • 液相熔化溫度在380 - 4501范圍內(nèi)的釬料幾 乎只能是Zn-Al系合金了,這個體系的相圖如圖2- 30所示。它是A1側(cè)形成大片固溶體的二元共晶 系,共晶點u;(Zr丨)=95%,溫度為382<C0由于Zn屬密集六方晶格,晶格常數(shù)C軸大于^軸將近一 倍,容易在C軸上斷裂,因此純鋅的鑄態(tài)性能很 差。經(jīng)熱加工的多次軋壓揉碎了定向的晶粒,可以 大大增強其塑性。共晶點的機械加工性能和純鋅的 差不多,雖可熱加工成絲、片材釬料,但長期存放 比純鋅更易產(chǎn)生晶粒長大而變脆。隨肴A1含最的 增加,合金的成形加工性能有較明顯的改善,如 w(Zn) = 90% ( 420^)、80% ( 4751)、15% (490^C )都是易成形加工的釬料組成。

  • 從圖2-30上看,t^Zn) <80%的固溶體區(qū)的熔 化區(qū)間不大,似可連續(xù)用作釬料的組成,但在釬焊 條件下冷速較快,這個二元熔化區(qū)間(L + a)比 相圖標(biāo)示的要寬得多。實際應(yīng)用時,釬料熔化和凝 固都黏黏糊糊不甚痛快,只迠于快速加熱下使用。

  • Zn-Al共晶釬料以及富A1的亞共晶釬料,其流 動性與Al-Si共晶相比要差得多,這是因為Zn和 A1互溶度很大,釬料在釬縫中流動的同時,以相 當(dāng)快的速度向母材晶間滲透,?這就影響液態(tài)釬料在 針縫中的進的速度。此外,Schoern⑷報道,此釬 料熔態(tài)時黏度較大,也是影響流動性的原因,添加 M;(Be) =0.01%?0.06%時,流動性可以得到改善。

  • Zn-Al釬料的熔蝕問題比Al-Si釬料難控制得 多,要十分注意釬焊的溫度控制,而且釬料熔化后難于在釬縫中長距離流動,最好將釬料絲用釬劑糊 粘在軒縫上實施“就地臥倒”流入釬縫的辦法。

  • Zn-Al釬料的耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Al-Si釬料。 一項報告1151全面考察了添加微量元素對Zn-Al共 晶合金耐蝕性的影響。實驗是以共晶Zn-Al合金為 基,加人不同董的添加元素制成釬料,在純鋁和 2024鋁合金試片上釬成焊點,在50尤、3%的NaCl 溶液中流動浸泡96h,然后記錄其失重并做表面及 斷面的金相觀察。如以空白的Al-Zn共晶焊點減重 為10,其他焊點的對比結(jié)果如圖2-31所示。結(jié)果 表明,Zn-Al共晶釬料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%左 右的堿土族和稀土族金屬后,能夠提高耐腐蝕性, 其中最顯著的添加元素是Be,其次是Si?和Mg。周 期表中IB、IHA、IV、VA及貴金屬則使耐腐蝕 性更加急劇下降,其中包括Cu、Ag、Sn、Ph、Bi、 Pt、Ga、Tl、等。因此配制此種釬料應(yīng)盡量選 用高純的鋅。金相研究還表明,Sn、Ph、Bi、Cu、 Cd等微量添加物的存在主要產(chǎn)生晶間腐蝕,其中 以Bi最嚴(yán)重。推薦的釬料成分為 AI-Zn(95)-Sr(0. 1),液相線溫度 385弋。

  • Zn-Al共晶釬料的抗拉強度約170MPa,伸長率約1%[U6]02*7,6 Cd zn系釬料(液相線溫度范圍 265 ?350T:)    Solders of Cd-Zn Series ( melting range 265 ~ 350^ ) Cd-Zn系釬料是—個(^基的釬料,共晶點 w(Zn) = 17.5% ,熔化溫度為 2651。Cd-Zn 系相 圖如圖2-32所示?此種共品釬料釬焊溫度不超過 300弋,因而可以使用釘機釬劑’比起使用無機反 應(yīng)型釬劑,對母材的腐蝕性要低多了。此外,涪洗 的T作量也大為減輕。本系共晶釬料釬焊工藝性能 和接頭強度均屬上乘。釬料可以加工成絲:主成分 Cd與母材AI的互溶度極小,Zn的含量又不高,因 此熔蝕易干控制。不足之處在于Cd的毐性和較深 的色澤。

  • 關(guān)于進一步改善Cd-Zn釬料的性能,文獻(xiàn)多有 報道。Hirosenm指出,加人《)( Ag) = 3%可大大提 高接頭的強度和抗沖擊能力。為了增加釬料的流動性,lwanaga報道,在此共晶軒料屮添加Ca)或 獽Mg)為0.0001% -0.3%11,81 ,不但大大提卨熔 態(tài)釬料的鋪嵌性能,而且還能有效提髙抗剪和抗拉 強度以及耐腐蝕性能指出,加人 ui(Cu) =0.05% ~1% 和 w(Ti) =0.05% ~ 0.55%,可以使鋪展性達(dá)到最大,與此同時還提尚了抗剪強度和釬透率。

  • 除了共晶釬料以外,Cd70Zn、CdSOZn, Cd30Zn、CdlOZn也常用作釬料。有關(guān)參數(shù)分別為: Cd30Zn,液相線MSOT,抗拉強度= 130MPa,仲 長率-15%; CdlOZn,液相線~395'€,抗拉強度"l20MPa,伸長率 ~ 2% ; CHOZn,液相線《 292SC ?抗拉強度?130MPa,伸長率=50%[1161 2.7.7 Sn-Zn系釬料(液相線溫度范圍 198 ~ 260^) Solders of Sn-Zn Se- ries ( melting range 198 ~ 260t:)

  • Sn-Zn共晶釬料是—?個以Sn為基的釬料,Un) =8. 8%,溫度為,其相圖如閣2.33 ^ 示。這個釬料最大的優(yōu)點是不但釬焊工藝性好,而 且與母材的色澤幾乎--致。因為含相當(dāng)量的7,n,和Cd-Zn系一樣’與A1的釬焊接頭十分堅間,盡 管Sn-Zn奸料自身的抗拉強度只約為50MPa[1丨61, 但按3003鋁合金釬焊的標(biāo)準(zhǔn)搭接接頭時,無論做 抗拉、抗剪以及撕裂試驗,都斷裂在母材上。Sn- Zn釬料為什么1f A1有如此大的結(jié)合強度?陳榮 等〖|201用SEM和金相方法研究了接頭的界面,發(fā)現(xiàn) 釬料中的Zn不但與A1作固溶結(jié)合,還從A1而生 長出無數(shù)刺狀固溶體晶須插入釬料作嵌入結(jié)合,這 是其他種類接頭所看不到的。不但Sn-Zn共晶釬 料,其他Sn-Pb-Zn以及同時含Zn、Sn的釬料都有 此現(xiàn)象,但是Zn-Al釬料卻并無此現(xiàn)象["5],可見晶須的產(chǎn)生和Zn、Sn共存有關(guān)。雖然Sn-Zn接頭 的強度很髙,但接頭的耐蝕性能卻并不佳。Sn-Zn 釬焊鋁的接頭在自來水中浸泡,室溫卜,一般3- 4個星期即腐蝕斷開;在3%鹽水浸泡,不到-周 即斷開u閃此單純的Sn-Zn共晶接頭并不太適用于 濕熱的環(huán)境。不少文獻(xiàn)就提高Sn-Zn的耐蝕性做了 積極的努力。Bouko[1211認(rèn)為,在Sn-Zn共品中加人 i?Ge) =0.5% ~ 1% ,可以大大提高耐蝕能力。 Yasuda1122]指出,組成為 Sn90、Mg3、Zn5、Ag2 的釬料100mm2搭接A1和Cu,其接頭能承受4. 5kN 的負(fù)載,經(jīng)人造海水噴淋100h而無斷裂。Ries- mcycrL123j則系列報道,在Sn-Zn共晶屮加人w( Ni) =0. 1% ~ 0. 5% 或 ui ( Mn) = 0. 05% ~ 0. 5% 或 w (Cd) =0.5% ~4%能有效改善釬料的耐腐蝕性。

  • 除了共晶奸料以外,SnMZn、Sn80Zn (液相 線分別為250。和280t,抗拉強度均為~50MPa, 伸長率均為=75%)也常用作釬料[m]?實驗表 明,這些富Zn的過共晶釘料合金,在鋁而上接頭 的耐蝕性要大大超過共晶釬料的接頭;在自來水屮 可以經(jīng)受2個月以上的浸泡。

Sn-Pb系釬料(液相線溫度范圍 183 ~ 210X.) Solders of Sn-Pb Se-ries (melting range 183 -210X.)


  • Sn-Pb系也是一個共晶系,共晶點《<(Sn)= 61.9%,共晶溫度為183T:,其相圖如圖2-34所 示。本系中各個組成的合金廣泛用于電子工業(yè)中的 軟釬焊,在釬焊鋁材中所用不多。這是由于Sn和 Pb對A1的互溶度都極低,也沒有化合物牛成,和 A1的接合很弱,加上和A1的電極電位相差很大, 電化學(xué)作用引起的腐蝕很快沿界面進行。盡管%- Pb釬料在釬劑作用下在鋁面上潤濕很好,釬縫中 的流動性亦佳,但釬縫的強度很低。鋁鹵上的Sn- Pb焊點經(jīng)2~3天后,折彎鋁面時即可看到焊點與 鋁材分離;在3%鹽水中浸泡數(shù)天,接頭即被破 壞。因此如欲將Sn-Pb釬料用在鋁釬焊上,就必須解決釬料和鋁的結(jié)合力以及接頭的耐腐蝕問題。

  • Arbibr 12412511974 ~ 1978年間,在多項專利報 道,加Ag可以有效提高釬焊鋁時Sn-Pb釬料接頭的耐腐濁性=他的專利報ft亨實上成為Multicore 公司商品鋁軟釬焊絲Alu-Sol 45D的基礎(chǔ)。報告給 出了在人造海水中揟”接頭的耐蝕性與釬料中 Pb. Sn、Ag三者含量的關(guān)系(見圖2-35)1123、圖 2-35中曲線4以上為耐蝕區(qū),而曲線H以下為非 耐蝕區(qū)。由圖也可以*出,釬料屮如果Sn的含量 增加時,欲得到高的耐蝕性,則Ag的含量也得增加。給出下列Sn與Ag的關(guān)系: i?Ag)(%)0.51247?(5>1)(不超過%)18 25 35 45 60同時還指出,如果釬料中叨顯含有Bi、CiK Sb或 7.n,則會大大降低釬焊接頭的耐蝕性,但例外的是 Cu,含Cu的上述釬料對耐蝕性無妨。

  • Fig. 2-35 Corrosion-resistant relationship of Sn-Pb-Ag solder to the compositions of the Pb、Sn、Ag components in solder immersed in salted water 1231一低于25天接頭破壞□一在25 ~50天之間接頭 破壞O—超過200天接頭破壞商品Multicore Alu?Sol 45D招釬料絲的實際成 分是:u) ( Sn) = 18%、i?( Ag) = 1. 9%、u) ( Pb )= 80. 1% ,熔化溫度為丨78 -2701:,是液相線高達(dá) 270弋的高鉛釬料。


  • 45D釘料絲是j芯或叫芯、其內(nèi)充填的是液體 的釬劑,剪斷焊絲用濾紙接觸斷口可以發(fā)現(xiàn)液體釬 劑的流出。近年來,由于白熾燈的燈頭多換為鋁制,對這種釬料絲的需求童增加。Miillicore在馬來 西亞一家子公司生產(chǎn)的Alu—Sol 31D釬料絲似已采 用固體釬劑,三芯灌裝并取消f/Vg,成分只是Pb (80)Sn(20),看來是為了降低成本,同時在很熱 的燈頭上,水分引起的腐蝕不會是里要的。

  • 釬料屮的Ag;與A1的囚溶結(jié)合有很高的結(jié)合強 度和耐腐蝕性。由于Sti與Ag在Sn-Pb釬料屮生成 e相和纟相的金W間化合物,這就多少抵消了熔態(tài) 釬料中部分Ag-Al的結(jié)合,這也說明了為什么Sn 的含量增加時需要增加更多的Ag。從Ag-Al相圖 上可以看出,Ag在A1中有相當(dāng)大的固溶度,使得 釬焊接頭處釬料與母材的連接備不同濃度A1-CU固 溶體的漸進過渡,而不是組織截然不同的母材-釬 料過渡,這可能是含Ag的釬料釬焊鋁合金時性能 優(yōu)良的原因。但不可理解的是,Zn在A1中有更大 的互溶度,Zn與A1間的電極電位差比Ag、A1間 小得多,而'Zn-Al接頭卻非常不耐腐濁。陳榮等在 另一篇報道n261中描述了含Ag釬料與A1間的界面 有更大的起伏并有薄層的固溶體結(jié)合,但是仍不足 以說明Ag、AI間結(jié)合的特殊性。

  • 單純的Sn-Ph釬料與鋁母材的結(jié)合力雖不佳. 但釬劑中如果的濃度很高,則因還原析出多 量金屬Zn參加了 Sn-W>和A1間的界面反應(yīng),而能 有效提高接頭的強度。

Pb-Bi系釬料(液相線溫度范圍124~200^ ) Solders of Pb-Bi Series(melting range 124 ~200t)


  • 無論Ph還是Bi和AI結(jié)合能力都極弱。液態(tài) 金屬在釬焊溫度(低于3001C)下與A1幾無互瑢 度,也沒有金屬間化合物生成。Pb-Bi系相圖如圖 2-36所示,也是一個共晶系,共品點u>(Bi)= 55.5%,熔化溫度為124<C。有大量文獻(xiàn)報道,此 系在鋁軟釬焊中的應(yīng)用,主要考慮它有更低的熔化 溫度。為了適當(dāng)提高釬料的韌性,常也適$提高 Pb的含量。提高此釬料*fAl的結(jié)合強度和耐蝕性 是這一釬料能否應(yīng)用的關(guān)鍵。Stokes[m]報道,在 w( Pb) =55% ~85% 和 w(Bi) = 11% ~40% 中加人 0.5% ~5% 的m;( Ag)或 0.5% ~ 10% 的 w(In)可以 大為提高接頭的耐蝕性。用一個具體成分為 ui(Pb) =78. 5%、?;( Hi) = 18. 5%、?;( Ag) =3% 釬 料釬焊鋁筘,在NaCl溶液中浸泡lOOOh,鋁箔腐 蝕殆盡而接頭卻無恙。

  • 由于Ag和Bi以及和l>b都不生成金厲間化合物,都只有共晶作用,所以Pb-Bi中加入的Ag在 針料內(nèi)部沒有被牛成化合物而消耗掉,因此在釬焊 時,釬料中的Ag 4 A1母材的作用和效果特別明。用掃描電鏡和EDS能譜分析了 Pb- Bi-AK-Al間的界曲結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,界面上有一 層組成非固定的化合物C相生成。而S相的電極 電位經(jīng)測定比兩側(cè)的相更加偏正。作者認(rèn)為,三 者中母材鋁的電極電位最負(fù),在形成的原電池中 作為陽極,優(yōu)先被腐蝕,從而保護釬料以及交界 面不被腐蝕。

  • 此釬料一個難以克服的缺陷是色澤過于晦暗, 與母材AI有很大的反差。此外,無鉛釬料也是當(dāng) 今的時尚,除非對接頭有特殊的抗腐蝕的要求,本 系釬料大概不會是釬焊工藝的首選