專利名稱：一種釕釩二元合金高溫釬焊料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金釬焊料，特別是涉及一種用于真空電子器件中高 可靠陰極組件，以難熔金屬鎢、鉬為基材的釕釩二元合金高溫釬焊料。
背景技術(shù)：
目前，能釬焊W、 Mo的釬焊料多達(dá)幾十種，有Cu基、Ni基、Mo基、 Pd基、Pt基等焊料，但熔化溫度在1750°C ~ 185(TC之間，蒸汽壓低，與 氫不發(fā)生反應(yīng)，并且能在氫氣中釬焊W、 Mo的合金焊料很少。目前，只有 Pt及Pt基合金能滿足這樣的使用要求。但由于Pt及Pt基合金原材料價(jià) 格昂貴，生產(chǎn)成本是釕基合金的3倍多，所以限制了它的大量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種價(jià)格便宜，與難 熔金屬W、 Mo潤濕、鋪展性好，熔化溫度在1750°C ~ 185(TC之間，蒸汽壓 低，與氫不發(fā)生反應(yīng)，并能在真空電子器件高可靠陰極環(huán)境中使用的釕釩 二元合金高溫釬焊料。而且陰極焊接件在IOO(TC ~ 120(TC真空工作條件 下，該釬焊料的蒸汽壓低于1 x l(TPa。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種釕釩二元合金 高溫釬焊料，其特征在于其原料組成及重量百分比為釩23%~40%, 余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi和Mg元素 的含量均不得大于0.001%;所述高溫釬焊料是指釬焊料的熔化溫度為 1750°C ~ 1850°C。
所述釬焊料成型后為粉末狀。
所述釬焊料在溫度為IOO(TC 1200'C真空條件下的蒸汽壓低于lx10—5Pa。
本發(fā)明所使用的原料純度Ru粉^ 99. 95%、 V塊^ 99. 95%,釬焊料的 制備采用合金的名義成份配料，Ru粉先壓結(jié)后再在IIO(TC 120(TC真空 爐中燒結(jié)除氣，再電弧爐熔煉合金鑄錠。鑄錠經(jīng)機(jī)械切削加工或機(jī)械破碎， 再經(jīng)過高能球磨機(jī)研磨，最后篩分、還原、酸洗制得本發(fā)明的釕釩二元合 金粉末釬料。
本發(fā)明的釕釩二元合金高溫釬焊料，合金組元Ru、 V均具有低的蒸氣 壓。其中Ru中加入金屬V,降低了釬焊料合金的熔點(diǎn)，增強(qiáng)了在母材W、 Mo上的潤濕性及鋪展性能。同時(shí)V對(duì)W、 Mo有良好的合金化作用，對(duì)基體 金屬腐蝕性也小，填縫能力增強(qiáng)，會(huì)使焊縫高溫性能進(jìn)一步提高。Ru、 V 與難熔金屬W、 Mo均能固熔，這樣在接合面能形成良好的擴(kuò)散層，可進(jìn)一 步提高焊縫的結(jié)合強(qiáng)度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的釬焊料合金熔化溫度 為175(TC ~ 1850°C，釬焊溫度為1760°C ~ 1950°C。與W、 Mo釬焊連接后，
潤濕性良好，焊料的流動(dòng)性好，填縫能力強(qiáng)，焊縫高溫強(qiáng)度好。陰極焊接 件在IOO(TC ~ 120(TC真空工作條件下，釬焊料的蒸汽壓低于1 x 10-5pa。
下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式
一種釕釩二元合金高溫釬焊料，其原料組成及重量百分比為釩23-40 %,余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，但微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi、 Mg等 高蒸汽壓元素的含量均不得大于0.001%。
將本發(fā)明的釬焊料按合金的名義成份配料，Ru粉壓結(jié)后在真空爐中于 110(TC 120(TC燒結(jié)除氣。釆用電弧爐熔煉合金鑄錠，鑄錠通過機(jī)械切削 加工或機(jī)械破碎，再經(jīng)過高能球磨機(jī)研磨，最后篩分、還原、酸洗制得本 發(fā)明的釕釩二元合金粉末釬料。然后將本發(fā)明的釬焊料在H2氣爐中進(jìn)行 焊接工藝性能試驗(yàn)，其在母材W、 Mo上的潤濕、鋪展性能良好，對(duì)基體金屬無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放置面積的4倍多，潤濕角 小于10°。
實(shí)施例1
將本實(shí)施例的釬焊料合金按23wt%V配料，余量為釕及不可避免的微 量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi和Mg元素的含量均不得大于0.001 %。采用電弧爐熔煉成錠，鑄錠通過機(jī)械切削加工或機(jī)械破碎，再經(jīng)過高 能球磨機(jī)研磨，最后篩分、還原、酸洗制得本發(fā)明的釕釩二元合金粉末釬 料，然后在H2氣爐中進(jìn)行釬料的焊接工藝試驗(yàn)，其在母材上的潤濕、鋪 展性良好，對(duì)基體金屬無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放置面積 的4倍多，潤濕角小于10°。
實(shí)施例2
將本實(shí)施例的釬焊料合金按26wt。/。V配料，余量為釕及不可避免的微 量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi和Mg元素的含量均不得大于0.001 %。釆用電弧爐熔煉成錠，鑄錠通過機(jī)械切削加工或機(jī)械破碎，再經(jīng)過高 能球磨機(jī)研磨，最后篩分、還原、酸洗制得本發(fā)明的釕釩二元合金粉末釬 料。然后在H2氣爐中進(jìn)行釬料的焊接工藝試驗(yàn)試驗(yàn)，釕釩焊料在母材上 的潤濕、鋪展性良好，對(duì)基體無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放 置面積的4倍多，潤濕角小于10。。
實(shí)施例3
將本實(shí)施例的釬焊料合金按40wt。/。V配料，余量為釕及不可避免的微 量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi和Mg元素的含量均不得大于0.001 %。釆用電弧爐熔煉成錠，鑄錠通過機(jī)械切削加工或機(jī)械破碎，再經(jīng)過高 能球磨機(jī)研磨，最后篩分、還原、酸洗制得本發(fā)明的釕釩二元合金粉末釬 料。然后在H2氣爐中進(jìn)行釬料的焊接工藝試驗(yàn)試驗(yàn)，釕釩焊料在母材上 的潤濕、鋪展性良好，對(duì)基體無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放 置面積的4倍多，潤濕角小于10。。
權(quán)利要求
1. 一種釕釩二元合金高溫釬焊料，其特征在于其原料組成及重量百分比為釩 23％～40％，余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、Pb、Bi和Mg元素的含量均不得大于0.001％；所述高溫釬焊料是指釬焊料的熔化溫度為1750℃～1850℃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釕釩二元合金高溫釬焊料，其特征在于所述釬焊料成型后為粉末狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釕釩二元合金高溫釬焊料，其特征在 于所述釬焊料在溫度為IOO(TC ~ 120(TC的真空條件下的蒸汽壓低于lx 10一5pa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于真空電子器件中高可靠性陰極組件，以難熔金屬鎢、鉬為基材的釕釩二元合金高溫釬焊料，其原料組成及重量百分比為釩23％～40％，余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、Pb、Bi、Mg元素的含量均不得大于0.001％。本發(fā)明的釬焊料能在H₂氣、Ar氣氣氛或真空狀態(tài)下釬焊難熔金屬w、Mo及其合金，釬焊料不吸氫，在母材上的鋪展、潤濕性能良好，潤濕角小于10°，而且焊接件在1000℃～1200℃真空工作條件下，釬焊料的蒸汽壓低于1×10^-5Pa，價(jià)格相對(duì)便宜，是真空電子器件陰極組件釬焊代Pt及Pt基焊料的首選焊料，釬焊料的熔化溫度為1750℃～1850℃。
文檔編號(hào)B23K35/24GK101412163SQ20081023247
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者劉嘯鋒, 婷 姜, 李銀娥, 晶 鄭, 光 馬 申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院