鎵、銦及稀土對(duì)銀銅鋅釬料組織和性能影響的研究.pdf

1、含鎘銀釬料以其優(yōu)異的工藝性能，在航空航天和家電等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。但鎘是有毒元素，歐盟和我國(guó)均已明令禁止含鎘材料用于家電等領(lǐng)域，因此，“無(wú)鎘銀釬料”的研發(fā)，已成為國(guó)內(nèi)外釬焊界關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　 本文研究了不同含鎵、銦量銀釬料的熔化特性及其在紫銅和黃銅基板上的潤(rùn)濕鋪展性能。研究結(jié)果表明：添加3wt.％的Ga可使Ag-Cu-Zn釬料的固相線(xiàn)降低52℃，液相線(xiàn)降低68℃；在含Ga量為3.0wt.％的基礎(chǔ)上添加2.0wt.％的In可使

2、Ag-Cu-Zn釬料的固相線(xiàn)降低81℃，液相線(xiàn)降低140℃。
　　 潤(rùn)濕鋪展性試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著Ga、In含量的增加，釬料的潤(rùn)濕鋪展性能整體均呈上升趨勢(shì)，釬料在紫銅和黃銅上鋪展的結(jié)果趨勢(shì)一致。比較含Ga、In的釬料在紫銅、黃銅上的鋪展情況還發(fā)現(xiàn)，含Ga、In的銀釬料的鋪展面積比不含Ga、In銀釬料增加了60％左右，含量相同的釬料在黃銅上的鋪展面積要大于在紫銅上的鋪展面積。當(dāng)Ga的含量為3.0wt.％，銦的含量為1.5~2.0wt

3、.％時(shí)，鋪展效果最佳。
　　 分別以紫銅、黃銅為母材，采用火焰釬焊方法，采用對(duì)接和搭接接頭形式進(jìn)行釬焊，研究了釬焊接頭的力學(xué)性能。結(jié)果表明，除黃銅對(duì)接形式外，其它形式的接頭的斷裂位置均在母材上，說(shuō)明含鎵、銦銀釬料的力學(xué)性能優(yōu)良。對(duì)于黃銅對(duì)接接頭來(lái)說(shuō)，釬焊接頭的抗拉強(qiáng)度隨銀釬料中Ga、In含量的增加而逐漸增大，當(dāng)Ga含量為3wt.％，In含量為1.5~2.0wt.％時(shí)，釬料的綜合性能最好。
　　 通過(guò)分析不同含鎵、銦量銀釬

4、料基體及其釬縫的顯微組織和斷口形貌，結(jié)合釬料成分及能譜分析結(jié)果，研究了釬料、釬縫的顯微組織與其力學(xué)性能的關(guān)系。研究結(jié)果表明：在AgCuZn系釬料中加入Ga、In，可顯著改變釬料組織。隨著Ga含量增加，釬料的針狀組織逐漸向規(guī)則、細(xì)小的晶粒組織轉(zhuǎn)變。含量達(dá)到3.0wt.％時(shí)，針狀組織消失，出現(xiàn)了細(xì)小的類(lèi)似蠕蟲(chóng)的組織，釬料組織也變得更加均勻、細(xì)小；當(dāng)Ga含量繼續(xù)增加時(shí)，釬料組織晶粒又逐漸變得粗大。在含Ga量為3wt.％的基礎(chǔ)上，添加少量的In

5、，當(dāng)In的含量在1.5~2wt.％范圍時(shí)，會(huì)使組織更加均勻，組織呈現(xiàn)“花紋”狀共晶組織。分析含鎵、銦銀釬料的釬縫組織可知，火焰釬焊后，含鎵、銦銀釬料的釬縫組織具有織網(wǎng)狀致密組織，顯微組織的相似性與釬縫力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果的相似性是相符合的。斷口形貌均呈現(xiàn)出韌性斷裂的特征，也保證了銀釬料的力學(xué)性能。
　　 比較Ga、In對(duì)銀釬料鋪展性能和力學(xué)性能的影響，稀土元素Ce的添加作用更多體現(xiàn)在對(duì)銀釬料組織的影響上。當(dāng)銀釬料中加入微量稀土元素Ce時(shí)