一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料制造技術

本發明專利技術公開了一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料，屬于金屬連接材料領域。該互連材料的Ag含量為45.0％～62.0％，Zn含量為9％～13％，Li含量為1％-5％，Yb含量為0.001％～0.03％,Ge含量為0.001～0.02％，納米Nb含量為0.01％～0.5％，其余為Cu。本發明專利技術利用稀土Yb、Ge和納米Nb三者耦合作用，對Ag-Cu-Zn-Li釬料的性能進行改性，顯著提高了釬料的自釬性、釬料的潤濕性和釬焊接頭的力學性能。特別適用于管件、工具、電機、電器等微小觸點焊接時，無需使用釬劑。

【技術實現步驟摘要】
一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料
本專利技術涉及一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料，屬于金屬連接材料領域。該連接材料主要適用于管件、工具、電機、電器等微小觸點焊接。無需使用釬劑，且具有“自釬性能”。相比傳統的含銀65％的高銀釬料，具有良好的潤濕性和力學性能。
技術介紹
在電機制造業中，電機線圈的釬縫主要是采用含銀65％的高銀AgCuZn釬料進行焊接，但是隨著銀釬料的用量的逐漸增加，高銀無疑增加了成本負擔。另外在釬縫中發現明顯的熔渣存在，明顯降低釬縫強度和韌性。對于一些需要承受多次振動載荷的工件以及Ag/Cu,AgW等電觸頭的焊接時，釬焊后的殘渣很難清理，無疑給整個結構件帶來安全隱患。為了實現釬焊后無殘渣的存在，釬料的自釬性成為釬焊材料的一個重要性能。
技術實現思路
本專利技術提供一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料，通過添加合金元素，在不使用釬劑的前提下，使釬料具有在釬焊過程中自動清理殘渣的作用，同時該釬料具有良好的潤濕性和力學性能。主要解決以下關鍵問題：優化稀土元素Yb、Ge、納米Nb、Ag、Cu、Zn和Li含量，得到高性能的連接材料。本專利技術是以如下技術方案實現的：一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料，其成分及質量百分比是：Ag含量為45.0％～62.0％，Zn含量為9％～13％，Li含量為1％-5％，Yb含量為0.001％～0.03％,Ge含量為0.001～0.02％，納米Nb含量為0.01％～0.5％，其余為Cu。本專利技術采用生產復合金屬材料的常規制備方法得到。本專利技術優選采用的方法是：首先制備Cu-Li、Cu-Yb和Ag-Ge中間合金，然后將市售的白銀、電解銅、Cu-Li、Cu-Yb和Ag-Ge中間合金，按需要配比，采用常規的中頻冶煉爐冶煉、最后加入納米Nb。對銀釬料進行澆鑄、擠壓、拉拔，得到含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料絲材。本專利技術的機理是：對于一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料，Yb、Ge和納米Nb均為高活性材料，優先與AgCuZn釬料中的元素反應，三者耦合作用遏制Li與基體組元反應，鋰極易氧化而生成鋰的氧化物，可與許多氧化物形成低熔點復合物，氧化鋰可以與大氣中的水分發生作用，形成氫氧化鋰(熔點450℃)，而熔融狀態的氫氧化鋰幾乎能溶解所有的氧化物，保證銀釬料的自釬性，另外稀土Yb為金屬材料的“維他命”，可以顯著提高銀釬料的潤濕性和釬焊接頭力學性能。Ge元素對釬料具有明顯的抗氧化性，保證熔融釬料流動性。納米Nb顆粒在焊點內部可以被吸附在晶界附件，對晶界具有釘扎的作用，可以強化接頭，提高接頭的力學性能。考慮到銀釬料的性能變化，最大程度發揮Ag、Cu、Zn、Li、Yb、Ge和納米Nb的作用，故而控制Ag含量為45.0％～62.0％，Zn含量為9％～13％，Li含量為1％-5％，Yb含量為0.001％～0.03％,Ge含量為0.001～0.02％，納米Nb含量為0.01％～0.5％，其余為Cu。與已有技術相比，本專利技術的有益效果在于：本專利技術利用稀土Yb、Ge和納米Nb三者耦合作用，對Ag-Cu-Zn-Li釬料的性能進行改性，顯著提高了釬料的自釬性，釬料的潤濕性和釬焊接頭的力學性能；具有較好的自釬性、優良的潤濕性和較高的力學性能。具體實施方式下面通過實施例進一步說明本專利技術的技術方案和效果。下述5個實施例制備方法為：首先制備Cu-Li、Cu-Yb和Ag-Ge中間合金，然后將市售的白銀、電解銅、Cu-Li、Cu-Yb和Ag-Ge中間合金，按需要配比，采用常規的中頻冶煉爐冶煉、最后加入納米Nb。對銀釬料進行澆鑄、擠壓、拉拔，得到含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料絲材。實施例1成分配比：45.0％的Ag，9.0％的Zn,1.0％的Li,0.001％的Yb,0.001％的Ge,0.01％的納米Nb,其余為Cu。上述成分配比得到的“一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料”使用火焰釬焊方式，不使用釬劑，紫銅-黃銅釬縫強度：σb＝200MPa,τ＝190MPa，與BAg65CuZn釬料配合B102助焊劑釬焊紫銅-黃銅釬焊接頭力學性能相當。實施例2成分配比：50.0％的Ag，10.0％的Zn,2.0％的Li,0.002％的Yb,0.005％的Ge,0.1％的納米Nb,其余為Cu。上述成分配比得到的“一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料”使用火焰釬焊方式，不使用釬劑，紫銅-黃銅釬縫強度：σb＝212MPa,τ＝203MPa，與BAg65CuZn釬料配合B102助焊劑釬焊紫銅-黃銅釬焊接頭力學性能相當。實施例3成分配比：55.0％的Ag，11.0％的Zn,3.0％的Li,0.003％的Yb,0.01％的Ge,0.2％的納米Nb,其余為Cu。上述成分配比得到的“一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料”使用火焰釬焊方式，不使用釬劑，紫銅-黃銅釬縫強度：σb＝220MPa,τ＝210MPa，與BAg65CuZn釬料配合B102助焊劑釬焊紫銅-黃銅釬焊接頭力學性能相當。實施例4成分配比：60.0％的Ag，12.0％的Zn,4.0％的Li,0.003％的Yb,0.02％的Ge,0.4％的納米Nb,其余為Cu。上述成分配比得到的“一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料”使用火焰釬焊方式，不使用釬劑，紫銅-黃銅釬縫強度：σb＝236MPa,τ＝231MPa，高于BAg65CuZn釬料配合B102助焊劑釬焊紫銅-黃銅釬焊接頭力學性能。實施例5成分配比：62.0％的Ag，13.0％的Zn,5.0％的Li,0.003％的Yb,0.02％的Ge,0.5％的納米Nb,其余為Cu。上述成分配比得到的“一種含Yb、Ge和納米Nb的自釬性銀釬料”使用火焰釬焊方式，不使用釬劑，紫銅-黃銅釬縫強度：σb＝240MPa,τ＝234MPa，高于BAg65CuZn釬料配合B102助焊劑釬焊紫銅-黃銅釬焊接頭力學性能。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含Yb、Nb和Ge的自釬性銀釬料，其特征在于：其成分及質量百分比為：Ag含量為45.0％～62.0％，Zn含量為9％～13％，Li含量為1％?5％，Yb含量為0.001％～0.03％,Ge含量為0.001～0.02％，納米Nb含量為0.01％～0.5％，其余為Cu。

【技術特征摘要】
1.一種含Yb、Nb和Ge的自釬性銀釬料，其特征在于：其成分及質量百分比為：Ag含量為45.0％～62.0％，Zn含量為9％～13％，L...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張亮，楊帆，郭永環，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32