常用钎焊料物理性能
常用钎焊料物理性能
常用钎焊料物理性能
一、钎焊料的物理性能
1、熔点
钎焊料的熔点是指在一定压力和温度下，它可以从固态转变为液态的温度。
钎焊料熔点的高低不同，取决于填充料的成分和复合物的组成。
它一般介于1050°C-1300°C左右，有些可用于低温焊接，比如铜、铝和镍等金属可用低温焊接，熔点最低可以达到900°C。
2、温度稳定
钎焊料的温度稳定性是指钎焊料必须具有良好的耐热性，可以承受高温长时间的作用。
不管是低温熔断焊接还是高温熔断焊接，钎焊料必须具有良好的耐热性，在比较高的温度下依然保持熔断焊接的稳定性，以避免焊接的失败。
3、流动性
钎焊料的流动性是指该材料在一定温度下，在固定的压力下的能力。
流动性越高，说明钎料在温度范围内更容易流动，熔点也更容易控制，但是当温度过高或过低时，可能会影响焊接质量。
因此，流动性是钎焊料最基本的性能指标之一，对于保证钎焊质量是十分重要的。
4、热熔速率。
钎焊第四讲 钎料
Sn-80%Au
3. 高强度焊锡
+2%Ag, Ag3Sn细晶强化
锡黑死病(锡疫)
•不是人摄入Pb所得 的病；
•是Sn工件得病；
特征与传染病相似： •有潜伏期；
•表面形貌类似病理 上的囊肿；
图4.9 冷却管上发现的Sn黑死病
事实上含Pb的Sn，反而不会出现黑死病现象
表4.3 Sn的同素异构体
转变温度：13.2 oC Sn黑死病发生的特征： 产生很大过冷，潜伏期长； 在表面发生，从不在内部发生； 伴随体积膨胀产生的龟裂和粉末； 由金属颜色变灰色； 加工促进转变；
Ag基钎料
Ag-Mn, Ag-Cu, Ag-Cu-Zn等
表4.5 Ag基钎料的化学成分及物理性能
Cu基钎料
Cu, Cu-P, Cu-Zn等
表4.5 Cu基钎料的化学成分及物理性能
Ni基钎料
表4.6 Ni基钎料的化学成分及物理性能
Au基钎料
表4.7 Ni基钎料的化学成分及物理性能
Ti基钎料
Cu, Ni, Zr, Be等
钎料的牌号
钎焊焊料规格和相关参数对照表
Cast rod, wire
铸条、丝
684-710
P7 Ag2
Cu Rem.
Brazing of copper and copper alloys.
钎焊铜及铜合金。
BCuP-6
Silver
base
银基
L302
Wire & rod
丝
745-775
Ag25 Cu40
Zn Rem.
Brazing of copper, copper alloys, steel and stainless steel etc.
Pb Rem.
Soldering of copper, copper alloys and galvanized iron plain sheet.
铜及铜合金、镀锌铁皮的钎焊。
18Sn
L602
Wire & rod
丝
183-256
Sn30 Sb2
Pb Rem.
Soldering of copper, brass, copper alloys and galvanized iron plain sheet.
丝
595-605
Ag40.Cu.Zn.Cd
Brazing of copper, copper alloys, steel and stainless steel etc.
钎焊铜及铜合金、钢及不锈钢等
L313
Wire & rod
丝
625-635
Ag50.Cu.Zn.Cd
Brazing of copper, copper alloys, steel and stainless steel etc.
钎焊铜及铜合金、钢及不锈钢等
火焰钎焊用的钎料和钎剂
火焰钎焊用的钎料和钎剂(一)对钎料的基本要求1．钎料的熔点应比母材的熔点低40～60℃，若接头在高温下工作时，钎料的熔点应高于工作温度。
2．钎料应具有良好的润湿性，并具有与母材相互扩散、熔解的能力，以利于填满接头间隙，获得牢固的钎焊接头。
3．钎料应满足钎焊接头的机械性能和物理、化学性能要求，如抗拉强度、导电性、耐腐蚀性和抗氧化性等。
4．钎料的热膨胀系数应与母材相近，以避免在钎缝中产生裂纹。
(二)火焰钎焊用钎料钎料是钎焊时用作形成钎缝的填充金属，按其熔点分为两类：其中熔点低于450℃的钎料为软钎料，熔点高于450℃的为硬钎料。
硬钎料一般用于工作温度和强度要求较高的焊件的钎焊，常用于气焊火焰钎焊，这一类硬钎料主要有银钎料。
铜锌钎料和铜磷钎料等。
1．银钎料：为银(Ag)、铜(Cu)和锌(Zn)的合金，并含有少量的镉(Cd)和镍(Ni)等。
银钎料较铜锌钎料和铜磷钎料熔点低，而且润湿性好、操作容易、强度高、导电性和耐腐蚀性优良，它可以钎焊铜及其合金、钢、不锈钢、耐热合金、硬质合金等。
火焰钎焊常用的银铜锌钎料有料302、料303和料304等。
火焰钎焊常用的银钎料的成分、性能和用途详见表1。
注：①钎焊紫铜时的数据。
②钎焊H62黄铜时的数据。
③钎焊碳钢时的数据。
④钎焊不锈钢时的数据。
2．铜锌钎料：这种钎料的机械性能和熔点与锌的含量有关，它具有较好的抗腐蚀性能，配合钎剂可钎焊铜、含锌量较少的黄铜、钢及铸铁等。
常用铜锌钎料的成分、性能和用途详见表2。
表2常用铜锌钎料的成分、性能和用途3．铜磷钎料：这种钎料具有良好的漫流性，适用于钎焊铜和黄铜。
但不能钎焊黑色金属，它不能润湿黑色金属表面，并且在钎缝靠基本金属(黑色金属)P)，使钎缝变脆。
铜磷钎料的接头能很好的边界处，易生成脆性的磷化铁(Fe3地在拉伸状态下工作，并且有良好的导电性。
但钎缝塑性差，所以不能在处于弯曲、冲击状态下工作的钎焊接头中采用。
常用铜磷钎料的成分、性能和用途详见表3。
钎焊料选择
一、钎焊料波峰焊接中所用钎料几乎都是锡-铅二元合金，电子工业组装工艺中，广泛采用锡-铅二元合金作钎料的主要原因是：●熔化温度范围窄，且适用于工程应用范围需要；●润湿性和机械物理性尚可；●经济性好。
1、锡、铅的物理化学特性a、元素锡：锡为银白色有光泽的金属，耐氧化性能好，暴露在空气中时仍保持其光泽。
延伸性好，晶粒结构比较粗糙。
锡是一种质软的低溶点金属，相变点为13.2℃，低于这个温度时变成粉末状的灰色锡（α锡），灰色锡具有金刚石型晶格金相结构。
当温度高于13.2℃时变成白色锡（β锡），呈空心立方晶格，富有延展性。
α锡的原子能够加速未转变材料中α锡的形成过程。
锡在大气中耐腐蚀性好，不失金属光泽；但不能抗氯、碘、苛性钠、苛性钾等物质的腐蚀。
b、元素铅：铅是一种蓝色金属，其新暴露表面具有光亮的金属光泽。
通常在空气中该表面很快变质，呈暗灰色。
该氧化膜附着力非常强，保护其层金属免受环境的进一步侵蚀，它使铅具有耐多种化学和环境腐蚀的独特性能。
铅是一种质软金属，具有面心立方晶格，很容易加工成形。
铅是一种对人体有害的有毒金属，接触时要特别注意。
2、锡-铅合金熔点温度在选用钎料的许多考虑因素中，钎料融点温度是首先要考虑的。
由于在等于或稍高于熔点的温度下，钎料仍呈粘带状态，极不易流动，在一定程度限制了润湿特性。
因此较理想的的钎焊温度应大约高于钎料熔点温度（15.5~71）℃之间为宜。
该温度范围适用于大多数钎料合金。
对锡-铅合金这种特定场合，钎料合金的熔点和钎接温度之差取40℃左右为宜。
值得注意的是，推荐的波峰焊接温度并不等于钎料槽中的温度。
在波峰焊接过程中，焊点实际达到的温度是介于钎料槽温度和被焊工件之间的某一温度。
波峰焊接工艺中通常都是采用成份为Sn63/Pb37的共晶组分，该组分的熔点为183℃，那么，较优的钎接温度应为223℃（183℃+40℃）。
而对应此状态，钎料槽的温度通常应选择到250℃左右才行。
其目的是为了保证钎料的良好的流动性，并考虑到被润湿表面的所有热损耗，这也是为了缩短钎接时间和增强助焊剂活性所要求的。
钎焊第七讲 常见材料的钎焊
图7.18 金属氧化物分解压与温度的关系
c.真空气氛钎焊： 氧分压更小，133Pa真空即可比高纯Ar的氧分压低
机理：低氧分压氧化物自分解； 生成的氧化物挥发； 碳钢中的C还原。
图7.19 金属氧化物与CO的自由能
钎焊工艺
KAlF4+K3AlF6共晶
Nocolok 填充Al-Si钎料合金丝，铝氟酸铯填充Al-Zn焊丝
国外：
固体钎剂填充Sn-10Zn共晶合金
铝钎焊膏
Al-12Si共晶钎料粉和Nocolok钎剂粉以有机载体制成膏状
正葵醇或聚乙二醇
Al钎焊中的一些特殊技艺
应用金属镓作为界面活性剂进行铝合金零件精密扩散焊
Step1: 在铝母材表面用棉签涂抹极微量的镓(~1mg/cm2, 合厚度~1.7mm)； Step2: 母材加压~10MPa； Step3: 高频感应迅速加热至500oC，在1-2min完成，不需要钎剂;
b. 低银钎料设计的思维模式： 1. Ag含量≈15 wt.% 2. Cu-Zn含量应在70-85 wt.%，其中Zn含量不超过39 wt.%
铜磷钎料
图7.14 Cu-P二元相图 共晶组织：Cu+Cu3P
图7.15 Cu-Ag-Cu3P三元相图
为了节约Ag，降低熔点， 在Ag-Cu-P钎料中加1%的Sn
图7.21 TLP连接过程示意图
7.5 陶瓷与金属的钎焊
陶瓷的分类： 氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷和硼化物陶瓷 氧化物陶瓷：应用最广的属氧化铝陶瓷，Al2O3，又称刚玉，还有ZrO2等 氮化物陶瓷：Si3N4，硬度仅次于金刚石、立方氮化硼、碳化硼
bni-2钎料对应标准
bni-2钎料对应标准
一、概述
BNI-2是一种常见的铜基钎料，广泛应用于电子、电器、制冷和汽车等领域。
钎料是用于将两种金属连接在一起的金属合金，而BNI-2钎料则是一种以铜为主要成分的合金，具有良好的导热、导电性能和钎焊性。
二、对应标准
1.GB/T 3131-2001《铜及铜合金术语》
该标准规定了铜及铜合金的术语及其定义，其中也包括了对BNI-2钎料的定义。
根据该标准，BNI-2钎料是一种铜基合金钎料，主要由铜、镍、硅和少量其他元素组成。
2.GB/T 10760.1-2000《铜及铜合金焊接材料检验方法第1部分：钎料》
该标准规定了铜及铜合金焊接材料，包括BNI-2钎料的检验方法。
该标准详细规定了BNI-2钎料的化学成分、物理性能和焊接性能的检验方法及合格指标。
3.GB/T 38825-2020《铜及铜合金钎焊技术条件》
该标准规定了铜及铜合金钎焊的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等要求。
其中，BNI-2钎料作为铜基合金钎料的一种，也适用于该标准的相应规定。
三、总结
BNI-2钎料是一种常见的铜基合金钎料，具有优良的导热、导电性能和焊接性能。
其对应标准包括GB/T 3131-2001《铜及铜合金术语》、GB/T 10760.1-2000《铜及铜合金焊接材料检验方法第1部分：钎料》和GB/T 38825-2020《铜及铜合金钎焊技术条件》等。
这些标准规定了BNI-2钎料的定义、化学成分、物理性能和焊接性能等要求，为生产和使用BNI-2钎料提供了指导和依据。
钎焊材料及钎剂的分类
钎焊材料及钎剂的分类随着工业的不断前进发展，钎焊在各种行业当中都有所涉及，并且发挥的作用也有不断增强的趋势。
根据熔点不同，钎焊材料分为软钎料和硬钎料①软钎料：即熔点低于450℃的钎料，有锡铅基、铅基(T<150℃，一般用于钎焊铜及铜合金，耐热性好，但耐蚀性较差)、镉基(是软钎料中耐热性最好的一种，T=250℃)等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊(主要用于电子线路的焊接)常用的软钎料有：锡铅钎料(应用最广、具有良好的工艺性和导电性，T<100℃)、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊：指使用软钎料进行的钎焊。
钎焊接头强度低(小于70Mpa)。
②硬钎料：即熔点高于450℃的钎料，有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件，如：自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等(主要用于机械零、部件的焊接)常用的硬钎料有：铜基钎料、银基钎料(应用最广的一类硬钎料，具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。
广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等)、铝基钎料(主要用于钎焊铝及铝合金)和镍基钎料(主要用于航空航天部门)等。
硬钎焊：指使用硬钎料进行的钎焊。
钎焊接头强度较高(大于200Mpa)。
钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
图片来源⑴软钎剂按其成分可分为无机软钎剂(具有很高的化学活性，去除氧化物的能力很强。
能显著地促进液态钎料对母材的润湿。
组分为无机酸和无机盐。
一般的黑色金属和有色金属，包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用，但它残渣有腐蚀性，焊后必须清除干净)和有机软钎剂两类。
按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类，其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂;有机软钎剂属于后两类。
常用的软钎剂有磷酸水溶液(只限于300℃以下使用，是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂)、氯化锌水溶液和松香(只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属)等。
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常用钎焊料物理性能
1.熔点和液化温度：
熔点是指钎焊料从固态向液态转化时的温度。
常用钎焊料的熔点范围较广，一般在300-1200摄氏度之间。
液化温度是指钎焊料完全转化为液态的温度，通常略高于熔点。
2.密度：
钎焊料的密度是指单位体积内所含质量的大小。
不同种类的钎焊料密度有较大的差异，一般在5-20克/立方厘米之间。
3.热膨胀系数：
热膨胀系数是指钎焊料在温度变化时，长度随温度变化的比例。
钎焊料的热膨胀系数一般较小，约为4-10×10^-6/摄氏度。
4.热导率：
热导率是指钎焊料传导热量的能力。
热导率高的钎焊料在钎焊过程中可以快速将热量传递到焊接部位，提高焊接效率。
常用钎焊料的热导率在30-100瓦/（米·摄氏度）之间。
5.熔化范围：
熔化范围是指钎焊料在加热过程中从固态到液态的温度范围。
钎焊料的熔化范围可以影响焊接的工艺性能，通常为200-400摄氏度。
6.拉伸强度：
拉伸强度是指在拉伸应力作用下，钎焊料能够承受的最大拉伸应力。
常用钎焊料的拉伸强度在100-400兆帕之间。
7.屈服强度：
屈服强度是指在拉伸过程中，钎焊料开始出现塑性变形的拉伸应力。
常用钎焊料的屈服强度在50-200兆帕之间。
8.硬度：
硬度是指钎焊料抵抗外力作用下的形变能力。
硬度高的钎焊料一般具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能。
9.粘度：
粘度是指钎焊料在一定温度下流动的阻力大小。
不同种类的钎焊料的粘度有所差异，一般在0.5-5帕·秒之间。
10.燃点：
燃点是指钎焊料能够自燃的最低温度。
燃点高的钎焊料在钎焊过程中不易发生自燃现象。
这些物理性能的不同特点和数值范围，可以根据具体的钎焊应用需求进行选择和调整。