金钎焊料有哪些种类

2016-06-17
研发部

                                        金钎焊料的切块

   钎料是钎焊工件时用来填充连接处间隙,使工件牢固结合的填充材料。贵金属钎料是用金及其合金制成的,其钎焊的性能非常优良,很难找到非贵金属钎料来代替。因此,飞机、导弹、火箭上的一些重要部件,必须用贵金属钎料钎焊。所以,贵金属钎料的研制和发展一直为人们所重视。贵金属钎料的牌号、品种也随之不断发展。目前用于钎料的贵金属成为世界贵金属的主要消耗之一。贵金属用作钎料的牌号最多,应用的部门也最广。

      金钎料的主要合金组元有镍、铜、银、钯、锌、铟、锗、锡等。金钎料按组元可分为Au-Ni、Au-Cu、Au-Ag-Cu、Au-Ag-Cu-Zn、Au-Pd、Au-Pd-Cu、Au-In(Si、Ge、Sn、Sb)等系列。金钎料的特点是具有优良的钎焊工艺性能和钎焊接头性能。它在航天、航空和电子工业中得到广泛的应用,主要有七类。

(l) Au-Ni系钎料:

       由金-镍相图可知,金中加入一定量的镍,能使其熔点低于金的熔点。当镍含量为l7.5%时,其熔点最低(950℃)。此时,液相线与固相线几乎重合,故成分为Au-17.5Ni的合金是一种很理想的钎料。它和Au-l8Ni钎料是金-镍钎料中钎焊工艺性能和钎焊接头综合性能最好、应用最广的钎料。其突出的优点是它对多种金属都有良好的润湿性和流布性能,其钎焊接头有很高的强度、优良的耐蚀性和较好的高温抗蠕变性能。它们在电子工业、飞机、导弹和卫星的制造中得到广泛应用。这种钎料的缺点是加工性能不好。此外,金-镍钎料还有含镍16%、25%、35%的三种钎料,但很少应用。成分为Au-22Ni-6Cr的钎料在航空及火箭技术中得到了应用。目前用Au-22Cu-8.9Ni-lCr-0.lB钎料代替Au-l8Ni钎料,但金含量还相当高。

(2) Au-Cu系钎料:

       金与铜形成连续固溶体,而且固相线与液相线的间隔都很小。因此,有一系列不同成分的Au-Cu二元合金都可用作钎料。但随铜含量的增加耐蚀性逐渐降低。在Au-Cu钎料中,熔点最低(9l0℃)的Au-20Cu钎料,在工业上应用最广。它有合适的熔点、很好的流动性和填充微小间隙的能力,对铜、铁、镍、钴、钨、钼、钽、铌等金属及其合金都有良好的润湿性。它与基体金属相互间不发生明显的化学作用,因而钎焊后不会降低工件的强度和尺寸精度。它广泛用于真空器件的钎焊,如大功率磁控管、波导管、真空仪表零件等。在Au-Cu钎料中添加少量的镍,可提高其润湿性能,少许提高其熔点。添加银和铟则可降低其熔点。

(3) 装饰品的钎焊:

        此类钎料有Au-Ag-Cu系和Au-Ag-Cu-Zn(Cd)系钎料。金-银-铜系中有一系列合金可作为钎料使用。它们的熔点在780-950℃,即介于Ag-28Cu和Au-17.5Ni这两种钎料的熔点之间。故可作为电子管用的中间一级钎焊的钎料。由于它可通过改变银和铜的比例调节其外观颜色,满足对颜色的要求,这类钎料主要用于装饰品的钎焊。Au-Ag-Cu-Zn(Cd)系钎料完全用于金合金装饰品的钎焊。为了满足装饰品对成色(含金量)和颜色的要求,而其钎焊温度又要低于基体金属,这就需要多种不同成色、不同颜色、不同熔点的多元金合金钎料,通常再添加锌、镉、钯、镍等元素。

(4) Au-Pd系钎料:

       金与钯能形成连续固溶体。各种成分的金─钯合金,其固相线与液相线之间的温度间隔都很小,因此有多种成分的金-钯合金都可用作钎料。它们有较高的熔点、较好的耐蚀性和高温抗氧化能力,可用作高温技术中的钎料。但其硬度和强度不高,不适于用作高强度钎焊接头的钎料。它们都有良好的塑性,易于加工成材。在金-钯钎料中添加0.5%-2%的钛,能提高其高温抗氧化性能。用含钛较高的Au-20Pd-6.5Ti钎料,在保护气体中于1390℃钎焊钢板,具有良好的使用效果。

(5) Au-Pd-Cu系钎料:

       各种成分的Au-Pd-Cu合金,高于650℃都是单相固溶体,因此均匀化处理后的合金都有良好的塑性,硬度很低,很容易加工。Au-Pd-Cu合金可用于液相线温度由9l0℃到1552℃的多种钎料。常用的有Au-Pd-25Cu和Au-15Pd-34Cu两种。它们都有良好的钎焊工艺性能和耐蚀性,在真空器件的钎焊中得到应用。

(6) Au-Pd-Ni系钎料:

        由金、钯、镍组成的三元合金,结晶时形成连续固溶体。合金有良好的塑性和耐蚀性。常用的Au-Pd-Ni钎料有三种:Au-8Pd-2ZNi、Au-25Pd-25Ni、Au-40Pd-40Ni,它们被用作钎焊真空密封缝的钎料。

(7) Au-In(Si、Ge、Sn、Sb)钎料:

        金与铟、硅、锗、锡、锑等元素组成的二元共晶合金,都有较低的熔点、良好的润湿性和流布性能,并有特殊的传导性,被用作钎焊半导体器件的钎料。

        在金中添加微量的锑,可大大降低金的熔点,而又能保持其良好的塑性、耐蚀性和导电性。因此,成分为Au-0.05Sb钎料用来钎焊接既能耐蚀又有良好导电性的半导体器件。 上述几个金的钎焊料产品占贵金钎焊料的20%左右。目前主要需求国是日本、德国和美国。香港每年需求饰品金钎焊料16t,日本每年需求钎焊料48t。目前,我国还未有金钎焊料生产单位。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司