专利名称：含锡和镍的铜－磷钎焊合金的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及含锡(Sn)和镍(Ni)的铜-磷钎焊合金，涉及铜-磷合金传统的构成元素，特别是涉及不含传统构成元素中的银(Ag)元素的铜-磷钎焊合金，具有改善低温特性，如降低熔点、降低工作温度5～10％、允许低温钎焊能力，且可以提供在价格上很有竞争力的铜-磷钎焊合金。
背景技术：
一般来讲，钎焊一直是用于加热和冷却装置以及冷藏器制造中金属间接合的重要手段，长期应用于不同工业中。目前，如一般加热、冷却设备，冷藏设施等的制备使用有数百个钎焊接头。钎焊也用于铜管与由铜或铁制成的管件或部件间的连接，且分类为基于工作温度的硬钎焊和软钎焊。
由于钎焊经济便宜，一直是加热装置、冷却装置和冷藏设备生产中金属连接的重要的优选方法，适应这些设备的容纳液体或气体的封闭系统或结构的管道传输的需求。
尤其是，钎焊是通过加热方式来连接金属的方法，用低熔点的金属来连接金属，而不会熔化其表面，结果是两种金属间的结合坚固且致密，没有缝隙。从而，钎焊被用于相类似的金属间、不同材料的金属间的连接，或具有不同熔点的金属间的连接。
近来，关于低温钎焊即在低温下操作而不是一般的气焊和弧焊的研究取得了积极的进展，在这里，钎焊合金的选择是重要的。在这一点上，使用与基材系统相匹配的合金。由于合金熔点低于基材，在操作中它作为添加物。进而，由于低温钎焊合金可以在比基材熔点的低温下操作，不会因铜管或铝材的热焊引起焊接部基材的损失，所以基材使用寿命长，且磨损和形变小，因晶体致密而强度高。钎焊效果好，具有超级粘合性和透气性，气、电能的消耗则很少，原因是钎焊的操作可简单地采用焊枪，不是用接收乙炔氧化物的容器等。初学者也可很容易地操作钎焊。
特别是，钎焊合金可分为用于铜(Cu)与铜(Cu)或青铜(Cu-Zn)与青铜(Cu-Zn)的铜-磷钎焊合金，以及用于铜(Cu)与铁(Fe)钎焊的银钎焊合金。
在此说明书中，本发明限于铜-磷钎焊合金。一般来讲，铜-磷钎焊合金用于铜(Cu)与铜(Cu)或青铜(Cu-Zn)与青铜(Cu-Zn)的钎焊中分别不采用焊剂。焊剂是钎焊加热时用于拦截金属表面防止在空气中氧化的，在加热中熔化而激活，以吸收氧化物且辅助金属的熔化和流动。这里所说的铜-磷钎焊合金所含的磷(P)元素作为基本元素起焊剂作用。
另外，铜-磷钎焊合金设计成杯状，用来保持钎焊基材间的适当空隙，依据构成元素的比例，现已知有多种。
一般来讲，铜-磷钎焊合金元素的构成是为了减少基材的氧化和变形，所以在其熔点和随之而来的性能上应该是优秀的。为了实现这一目标，镉(Cd)元素可以包含在内。然而，由于镉元素对人体有害，人们在研究新的替代用元素上又有了长足的进步。
进而，传统的铜-磷钎焊合金通过加入银(Ag)元素或者是锡(Sn)元素制成，或者是将他们混合到含有磷元素和余量的铜元素的成份中。
银(Ag)元素在高温下能改进如下性能增加强度，在钎焊时减少工作温度；然而多加贵重的银不经济，铜-磷钎焊合金在这点上就具有优势。
本发明对具有满意的低温钎焊(如熔点)需求能力的新构成元素的研究结果是去除价格昂贵的银(Ag)元素，排除了对人体有害这一传统问题。本发明的成就在于提供一种通过加入锡(Sn)元素、镍(Ni)元素实现具有低温下钎焊能力的铜-磷合金，及以适宜的含量把他们与传统的含有磷(P)元素、余量为铜(Cu)元素成份的铜-磷钎焊合金混合。所以，本发明铜-磷钎焊合金在钎焊时具有降低工作温度的能力，可减少加热所需求的时间及费用，且，由于低温钎焊可减少基材的氧化和变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有低温钎焊操作能力的铜-磷钎焊合金。
本发明的另一目的在于提供一种具有低温钎焊操作能力的铜-磷钎焊合金，添加锡(Sn)元素、镍(Ni)元素，把他们与传统的混合有磷(P)元素及余量铜(Cu)元素的铜-磷钎焊合金成份混合。
为了实现上述目的，本发明所提供的铜-磷钎焊合金，包含4.8～7.5wt％磷(P)，0.2～7.0wt％锡(Sn)，0.2～6.0wt％镍(Ni)，及余量的铜(Cu)。
所述铜-磷钎焊合金可进一步包括0.001～3.0wt％硅，具体地说是，本发明所提供的铜-磷钎焊合金包含4.8～7.5wt％磷(P)，0.2～7.0wt％锡(Sn)，0.2～6.0wt％镍(Ni)，0.001～3.0wt％硅，及余量的铜(Cu)。
本发明铜-磷钎焊合金，可在工作温度为530℃～790℃情况下进行钎焊，即比传统工作温度低5～10％，所以可在低温下进行钎焊操作。
还有，本发明铜-磷钎焊合金的形状可以选自线形、棒形、卷形、环形、矩形中的任意一种。
具体实施例方式
下面对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种低温铜-磷钎焊合金，包括磷(P)和余量的铜(Cu)，其特征是包含4.8～7.5％磷(P)，0.2～7.0％锡(Sn)，0.2～6.0％镍(Ni)，余量的铜(Cu)。本实施例中，下同，含量百分比例为重量百分比例(wt％)。
铜-磷钎焊合金中所包含的磷(P)元素是必要元素，它具有焊锡的功能，在铜(Cu)与铜(Cu)或青铜(Cu-Zn)与青铜(Cu-Zn)钎焊过程中采用拦截金属表面与空气接触的办法来防止加热时基材表面的氧化。然而，传统的铜-磷钎焊合金含有磷(P)和余量的铜(Cu)。
在这一点，磷(P)元素含量的优选值是4.8～7.5％，如果含量低于4.8％，熔点会变高，如果含量超过7.5％，因强度会降低而不可取。
本发明铜-磷合金的特征是加入0.2～7.0％的锡(Sn)和0.2～6.0％的镍(Ni)，用来替换元素银(Ag)至传统的含有磷元素和余量铜元素的成份中，可进一步含有的银元素用来降低钎焊温度。
所述锡(Sn)元素是用来制造钎焊必要的元素，它可以改进钎焊能力和钎焊合金在低温的特性，可优选用来替换对人体有害的镉(Cd)元素，并比银(Ag)元素更有价格的竞争力。
在实施例中，本发明所使用的锡(Sn)含量优选是0.2～7.0％，更优选的是1.0～6.0％，最优选的是4.0～6.0％。当锡(Sn)含量低于0.2％时，由于熔点变高、随之性能变弱而不可取；如果含量超过7.0％，在抗拉强度上会引起严重的问题，且作为线材在工作中会产生严重的裂纹。
镍(Ni)元素是用来改变低温下的钎焊能力，还可改进铜-磷钎焊合金钎焊的机械性能。一般来说，由于良好的机械性能和化学特性，普通的镍被用于如钢铁等的特殊合金。另外，由于其抗磨蚀性，镍还用于铸造硬币的材料和不锈钢等。
本实施例中，镍(Ni)元素含量优选是0.2～6.0％，更好的是1.0～4.0％，最好的值是1.0～3.5％。在本实施例中，当镍(Ni)元素的含量低于0.2％时，作为线材在钎焊部位的抗拉强度就会变得很弱；当含量超过6.0％时，由于熔点增加及随之因抗拉强度变好而降低性能，则不可取。
另外，除上述元素外，本发明铜-磷钎焊合金可以进一步含有0.001～3.0％的硅(Si)元素，硅(Si)元素是可选择地加入用以对铜-磷钎焊合金起氧化预防作用；如果硅(Si)的含量低于0.001％，因添加剂太精细而不可取，含量超过3.0％会引起快速固化的问题。
本发明铜-磷钎焊合金可以进一步含有至少下列一组中的一种元素，这一组元素作为痕量元素分别为铅(Pb)、铝(Al)和铁(Fe)，总含量为0.01～0.2％。所包含的痕量元素可在制造铜-磷钎焊合金时不可避免，也可以在制造中加入。然而，只要不影响铜-磷钎焊合金生产的功能变化，就可以加入上述含量。
根据所选含量，传统的铜-磷钎焊合金包含5.8～6.7％的磷(P)和余量的铜(Cu)时，工作温度(比较例1)是735～845℃；传统的铜-磷钎焊合金(比较例2)包含5.8～6.7％的磷(P)，4.8～5.2％的银(Ag)和余量铜(Cu)时的温度是720～815℃；包含4.8～7.5％的磷(P)，0.2～7.0％的锡(Sn)，0.2～6.2％的镍(Ni)和余量的铜(Cu)的本发明铜-磷钎焊合金在530～790℃温度下操作，依据所选元素的含量，更优选的操作温度为640～750℃(参见表2)。
因此，本发明铜-磷钎焊合金可以降低工作温度5-10％，用以允许低温钎焊，所以本发明可以应用于低温钎焊情况。
进一步说，本发明铜-磷钎焊合金形状可以选自线形，棒形，卷形，环形和矩形中选出的任意一种，其线形直径为Φ0.4-4.0mm，棒形的线直径为Φ1.2-4.0、长度为50-100mm，卷形、环形的线直径为Φ0.8-3.0mm，内径为Φ4.0-40mm，矩形的厚度为500-1000mm。
另外，本发明铜-磷钎焊合金可以在替换了传统的铜-磷钎焊合金所含有的银(Ag)元素的低价格情况下制备，表现为抗拉强度比传统的钎焊合金改善了5-10％，或者是与传统的钎焊合金相似。
下面，将通过优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
这些实施例是用来更进一步地描述本发明，其优选实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1-3铜-磷钎焊合金1-3的制备铜-磷钎焊合金的制备是按如下表1中的成份比例混合而成。
比较例1-8传统的铜-磷钎焊合金1-8的制备。
根据如下表1的成份及比例制备传统的铜-磷钎焊合金，然后与优选的实施例1-3的本发明铜-磷钎焊合金比较其物理特性。表1可见，其它元素的总量为铅、铝、铁的混合量，或它们的混合物。比较例中位于下方的括弧里的是已知铜-磷合金产品名。
表1铜-磷钎焊合金的制备
实验例1铜-磷钎焊合金物理特性的测试本发明实施例1-3和比较例1-8制备的铜-磷钎焊合金，低温钎焊的可能性测试进行如下1.温度测试对于实施例1-3和比较例1-8制备的铜-磷钎焊合金，根据温度分析仪(DTA，Thermal Analyzer)实施状态变形的测量(the phase transformation)。
测试结果见表2，进行固相状态的温度即合金在固态融化的温度，和液相状态的温度即合金从固体状态完成融化时的温度测试。
另外，工作温度通过在钎焊铜合金产品上使用铜-磷钎焊合金的过程中进行测量，具体描述参见如下表2。
2.抗拉强度的测试关于实施例1-3和比较例1-8制备的铜-磷钎焊合金，钎焊所需的抗拉强度的测试在铜-铜合金(copper-copper alloy)及青铜-青铜合金(bronze andbronze)、采用由Lloyd公司(LF-plus)生产的抗拉强度测试装置的条件下进行。
表2铜-磷钎焊合金物理特性的测试
从表2可见，与比较例1-8所制备的铜-磷钎焊合金相比，实施例1-3制备的铜-磷钎焊合金在钎焊时工作温度可以降低5-10％，本发明可以应用于低温钎焊。
在所有实施例中，关于铜-铜合金的抗拉强度，可通过基材的拉断得以证明。
另外，由实施例1-3制备的铜-磷钎焊合金表明其抗拉强度比传统的合金改进了5-10％，或者是相似于那些传统的合金。从而，由于允许低温钎焊，本发明铜-磷钎焊合金可以将基材的氧化以及基材的变形减到最小，原因是在钎焊时可降低工作温度同时产生良好的抗拉强度，且不使用价格昂贵的、传统的钎焊合金制备中所含有银(Ag)元素。
综上所述，除了传统的铜-磷钎焊合金成份以外，本发明制备的铜-磷钎焊合金还含有锡(Sn)元素和镍(Ni)元素，从而，与现有技术相比较，能使工作温度降低5-10％。
因为排除了价格昂贵的银(Ag)元素，本发明铜-磷钎焊合金经济特性优越，而且它还有可能减少基材的氧化及变形。由于低熔点特性的改善，实现了低温钎焊，比传统的铜-磷钎焊合金在抗拉强度改进了5-10％或与之相似。
此外，采用本发明铜-磷钎焊合金使替换传统铜-磷钎焊合金中所含有的银(Ag)元素成为可能。
本发明所描述上述优选实施例，不是用来限制本发明保护范围，本发明保护范围是通过权利要求来限定的。并且本领域技术人员所做的未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
权利要求
1.一种铜-磷钎焊合金，包含4.8-7.5wt％磷(P)，0.2-7.0wt％锡(Sn)，0.2-6.0wt％镍(Ni)，余量的铜(Cu)。
2.按照权利要求1所述的铜-磷钎焊合金，还含有0.001-3.0wt％的硅。
3.按照权利要求1所述的铜-磷钎焊合金，其中使用钎焊合金的钎焊工作是在工作温度为530-790℃情况下操作的。
4.按照权利要求1所述的铜-磷钎焊合金，其中所述钎焊合金形状选自线形、棒形、卷形、环形和矩形中的一种。
全文摘要
本发明公开一种铜－磷钎焊合金，除传统的铜－磷钎焊合金构成元素外，其成份还包含锡(Sn)、镍(Ni)，具体地说，本发明铜－磷钎焊合金包括4.8－7.5wt％磷(P)，0.2－7.0wt％锡(Sn)，0.2－6.0wt％镍(Ni)和余量的铜(Cu)。本发明铜－磷钎焊合金抗拉强度与传统的铜－磷钎焊合金相近，甚至有5－10％的改进，而且不采用传统的铜－磷钎焊合金中所含有的银元素的改进使具有低熔点特性成为可能。特别是因为工作温度降低了5－10％，钎焊可在低温下操作，也使减少基材的氧化作用及形变成为可能，本发明铜－磷钎焊合金在价格上具有竞争力。
文档编号B23K35/02GK101062535SQ20071010263
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月24日 优先权日2006年4月26日
发明者崔辰寿 申请人:崔辰寿