② 其次,由于 Ag 的加入,脆性相 Cu3P 减少,塑性相 α2 增多,因此钎料的延展性 和机械加工性能也相应增强。
③ 最后,由于 Ag 的加入,将会进一步降低钎料熔点,同时钎料铺展面积也会变大, 对铜磷钎料的综合性能有一个质的提升。
图 1-5 Cu-Ag-Cu3P 组成的三元系液相面投影图
Fig。1-5 Ternary liquidus projection composed of Cu-Ag-Cu3P。
表 1-2 列举了国内外几种常见的铜-银-锡钎料及其性能,从中可以看出,并不是银 含量最高的钎料液相线最低,表格最下方的两种美国产钎料含银量均不算太高,但固相 线均达到了 643℃,BCuP-6 的液相线竟然低至了 800℃以下,可以说在所有的产品中液 相线最低,性能最优异,这种钎料在市场上有大量应用[35]。论文网
表 1-2 国内外几种常见铜-银-锡钎料及其性能
Table 1-2 Some kinds of common copper-silver-tin brazing filler metals and its properties at home and abroad
微量稀土元素加入铜磷钎料中的主要作用主要是改善铺展性能,并可以使组织细化。 有学者探究了使组织细化的机理,研究发现,有些稀土元素的添加可以降低合金的界面 能,并且加深成分过冷;还有一些稀土元素,如铈的添加能起到还原剂的作用,并且能 成为非均匀形核的核心。稀土元素作为钎料的“维生素”,也有其两面性,如果含量过 高,就会导致在焊接过程中形成一层氧化膜,阻碍钎料的铺展。研究发现稀土元素,如 铈在铜磷钎料中加入量最好不要超过 0。03%[36]。另外含有锡的铜磷钎料一般不加入稀土 元素,因为加入稀土元素会和锡发生反应,从而影响钎料的性能。研究发现,大部分稀 土元素的添加量应大于 0。01%,否则改善性能的效果不明显,但同时也应小于 0。03%, 否则其副作用会影响到钎料的性能。图 1-6 和 1-7 是加入铈元素前后的 Cu-Ag-P 钎料金 相组织对比。
对比图 1-6 和 1-7 可以发现,钎料的偏聚现象在加入铈后不如以前明显,并且铈成 为了很多非均匀形核的核心,与此同时 Ce 还原性较强,还能有效防止偏聚和氧化的发 生,这样一来晶界就能被净化,从而就促使接头处的组织细化,从而优化了钎缝的机械 性能,使钎缝的塑韧性、屈服强度、抗拉强度都有所提升,从而能使铜磷钎料在各种要 求较高较严的领域有更广泛的应用[37]。