合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了可以在連接工藝中采用的并且具有改進(jìn)的潤濕性的新型合金。
【專利說明】1=1III
[0001] 使用有色金屬焊料焊接金屬零件（例如鋼件、銅和銅合金、鎳和鎳合金、黃銅合金 或金屬化陶瓷）是已知的。典型的焊料包括銀、金、鎳和銅焊料。銀焊料更加昂貴，并且與 銅合金相比通常在更低溫度下熔化。
[0002] 盡管銀焊料廣泛使用，仍然需要一種例如顯現(xiàn)出改善的對于鋼基體的焊接性能并 且減少了所需的銀含量的合金。
[0003] 含錳和/或鎳并且具有銅含量的銀軟焊料合金或銀硬焊料合金，例如，在 JP57-149022、JP57-149093 或US-A-2303272 中進(jìn)行了描述。
[0004]此外，鋼焊接或無鋼合金焊接通常使用已知的基于銀、摻Cu和Mn或另外含有鎳 (Braze655)的焊料合金"Braze580"和"Braze655"進(jìn)行。因此，人們希望提供一種具有改 善的可潤濕性的銀焊料合金。
[0005]本發(fā)明的一個目的是提供一種新穎的、基本上無鋅（因此可用于真空應(yīng)用）的焊 料合金，該焊料合金顯示出高的冷變形性，不銹鋼和結(jié)構(gòu)鋼的良好的潤濕以及從750°C至 900°C的工作溫度。
[0006] 該目的通過一種包含從按重量計20%至按重量計44%的銀、從按重量計5%至按 重量計15%的鎵以及至按重量計100%的余量的銅的焊料合金來實現(xiàn)，其中這些成分可以 包含不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 發(fā)明簡要說明
[0008] 1.焊料合金包含從按重量計41 %至按重量計75 %的銅，從按重量計20 %至按重 量計44%的銀以及從按重量計5%至按重量計15%的鎵，其中這些成分總計達(dá)按重量計 100 %并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0009]2.如點(diǎn)1所述的焊料合金，其中鋅的含量不得超過按重量計0. 01%。
[0010] 3.如點(diǎn)1或2所述的焊料合金，由從按重量計41%至按重量計75%的銅、從按重 量計20 %至按重量計44%的銀、從按重量計5 %至按重量計15 %的鎵以及從按重量計0% 至按重量計15%的另外的合金成分組成，這些另外的合金成分選自由以下各項組成的組： 銦、錫、鍺、鈦、錳、硅、鎳以及其組合，其中這些成分總計達(dá)按重量計100%并且可以包含不 可避免的雜質(zhì)，并且鋅的含量不得超過按重量計0. 01 %。
[0011] 4.如點(diǎn)1、2或3所述的焊料合金，包含按重量計從25%至44%或按重量計從30% 至44%的銀。
[0012] 5.如點(diǎn)1、2、3或4所述的焊料合金，包含按重量計從45%至60%的銅。
[0013] 6.如點(diǎn)1、2、3、4或5所述的焊料合金，包含從按重量計6%至按重量計14%的鎵。
[0014] 7.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計20%至按重量計 44%的銀和從按重量計5%至按重量計15%的鎵，從按重量計0. 1 %至按重量計15% (或 從按重量計〇. 1 %至按重量計10% )的另外的合金元素，以及至按重量計100%的余量的 銅，這些另外的合金元素選自由以下各項組成的組：銦、錫、鍺、鈦、錳、硅、鎳及其組合，其中 這些成分總計達(dá)按重量計100%，并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0015] 8.如點(diǎn)5所述的焊料合金，其中銦與作為另一種元素的錫、鈦或錳相組合存在。
[0016]9.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，由從按重量計48%至按重量計 67 %的銅，從按重量計20 %至按重量計25 %的銀，從按重量計5 %至15 %的鎵，從按重量計 0%至按重量計15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含量小于按 重量計10%時，錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0017] 10.如點(diǎn)1至8中的一個或多個所述的焊料合金由從按重量計58%至按重量計 65 %的銅，從按重量計20 %至按重量計25 %的銀，從按重量計5 %至15 %的鎵，從按重量計 0%至按重量計15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含量小于按 重量計10%時，錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0018] 11.如點(diǎn)9或10所述的焊料合金，其中當(dāng)錳含量小于按重量計10%時，鎵含量大 于按重量計10%。
[0019] 12.如點(diǎn)1至8中的一個或多個所述的焊料合金由從按重量計41 %至按重量計 54 %的銅，從按重量計38 %至按重量計42 %的銀，從按重量計8 %至12 %的鎵，從按重量計 0%至按重量計5%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按 重量計100%。
[0020] 13.如點(diǎn)1至8中的一個或多個所述的焊料合金由從按重量計41 %至按重量計 52 %的銅，從按重量計38 %至按重量計42 %的銀，從按重量計5 %至9 %的鎵，從按重量計 7%至按重量計12%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá) 按重量計100%。
[0021] 14.如點(diǎn)1至8中的一個或多個所述的焊料合金由從按重量計50%至按重量計 64 %的銅，從按重量計28 %至按重量計34 %的銀，從按重量計8 %至12 %的鎵，從按重量計 0%至按重量計5%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按 重量計100%。
[0022] 15.如點(diǎn)1至8中的一個或多個所述的焊料合金由從按重量計45%至按重量計 62%的銅，從按重量計28%至按重量計34%的銀，從按重量計5%至9%的鎵，從按重量計 7%至按重量計12%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá) 按重量計100%。
[0023] 16.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0.5%至按重量 計7%或從按重量計0. 2%至按重量計4%或從按重量計0. 5%至按重量計3%的銦。
[0024] 17.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0. 3%至按重量 計3%或從按重量計0. 5%至按重量計1. 5%的錫。
[0025] 18.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0.3%至按重量 計3%、或從按重量計0. 3%至按重量計1. 5%、或從按重量計0. 4%至按重量計1 %、或從按 重量計0. 5 %至按重量計0. 75 %的鍺。
[0026] 19.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0. 1%至按重量 計4%或從按重量計0. 5%至按重量計2%的鈦。
[0027] 20.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0. 5%至按重量 計15%或從按重量計0. 5%至按重量計10%的猛。
[0028] 21.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0.1%至按重量 計1%的硅。
[0029] 22.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，包含從按重量計0.1%至按重量 計5%或從按重量計1 %至按重量計4%或從按重量計0. 3%至按重量計2%的鎳。
[0030] 23.特別地如前述點(diǎn)中任一個所述的焊料合金，由從按重量計5%至15%的鎵組 成，其中余下的組成（至按重量計100%的余量）包含比例從25:61至44:45的銀、銅。
[0031] 24.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，其中銅與銀（Cu/Ag)的重量比是 從1至2. 1。
[0032] 25.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，其中銅與鎵（Cu/Ga)的重量比是 從 4. 5 至 7. 5。
[0033] 26.如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金作為真空硬焊料的用途。
[0034] 27.如前述權(quán)利要求中的一個或多個所述的焊料合金作為焊料在真空應(yīng)用中的用 途，真空密封或抗真空密封，真空開關(guān)室，用于在汽車工業(yè)中的觸點(diǎn)焊接、開關(guān)焊接，工具的 焊接，膠合硬材料的焊接，制冷或空調(diào)（HVAC)領(lǐng)域中的焊接，工廠建設(shè)和特殊機(jī)器構(gòu)建中 的焊接，家用電器（例如大型家電）中的焊接，珠寶中的焊接及其組合。
[0035] 28. -種成形物，包含如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金，該焊料合金與至 少一個基體接觸。
[0036] 29.如點(diǎn)28所述的一種成形物，其中所述基體選自由以下各項組成的組：銅和銅 合金，鎳和鎳合金，黃銅合金，結(jié)構(gòu)鋼類型（例如，S235)，不銹鋼類型（例如1.4301/1.4306 /I. 4401/1. 4404/1. 4571)，和鍍鎳、鍍銅或鍍金陶瓷，以及其組合。
[0037] 30.用于由如前述點(diǎn)中的一個或多個所述的焊料合金制造成形物的方法，其中在 不進(jìn)行熱處理的情況下，將該焊料合金冷成型為冷軋期間可實現(xiàn)厚度減小量大于約60%， 或大于約80 %，并且最高達(dá)約96 %或約99 %或約99. 9 %。
[0038] 31.如點(diǎn)30所述的方法，其中所述成型是通過軋制、鍛造、拉絲或擠出進(jìn)行。
[0039] 32.如點(diǎn)30或31所述的方法，其中在進(jìn)一步的步驟中進(jìn)行熱處理，并且隨后進(jìn)行 進(jìn)一步冷成型。
[0040] 33.如點(diǎn)32所述的方法，其中熱處理的溫度是從400°C至600°C或從400°C至 550°C，或進(jìn)行從30分鐘至300分鐘或從60分鐘至150分鐘的時間。
[0041] 34.用于焊接基體的方法，其中使用如點(diǎn)1至25中的任一個所述的焊料合金，并且 焊接溫度是在具有〇. 3*(TL-Ts)+Ts的下限和TL+50開爾文的上限的范圍內(nèi)，其中TL是相 應(yīng)的焊料合金的液相線溫度并且Ts是其固相線溫度。
[0042] 35.如點(diǎn)34所述的方法，其中所述基體選自由以下各項組成的組：銅和銅合金，鎳 和鎳合金，鐵或鐵合金，黃銅合金，結(jié)構(gòu)鋼類型（例如，S235)，不銹鋼類型（例如1.4301/1. 4306/1. 4401/1. 4404/1. 4571)，膠合硬材料，膠合硬材料復(fù)合物，觸點(diǎn)材料（如CuCr、AgSn02 和AgWC材料），和鍍鎳、鍍銅、或鍍金陶瓷，以及其組合。
[0043] 36.根據(jù)點(diǎn)30至35中的每一個可獲得的成形物。
[0044] 37.如點(diǎn)26或27所述的用途，如點(diǎn)28、29或36中的任一個所述的成形物和如點(diǎn) 34至35中的任一個所述的方法，其中在該焊料與至少一個基體之間形成一個互擴(kuò)散區(qū)。
[0045] 38.如點(diǎn)37所述的用途、方法或成形物，其中該基體是鐵或鐵合金或不銹鋼（如不 銹鋼 1. 4404)。
[0046] 發(fā)明詳細(xì)說明
[0047]該焊料合金包含從按重量計20%至按重量計44%的銀，從按重量計5%至按重量 計15%的鎵以及銅平衡至按重量計100%，其中所述成分可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0048] 該焊料合金包含從按重量計41 %至按重量計75 %或從按重量計45 %至60 %的 銅，從按重量計20 %至按重量計44 %的銀、或從按重量計25 %至44 %或從按重量計30 %至 44%的銀，以及從按重量計5%至按重量計15%或從按重量計6%至按重量計14%的鎵，其 中這些成分總計達(dá)按重量計100%，并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0049] 在一個具體實施方案中，該焊料合金可以包含從按重量計20 %至按重量計44% 的銀，從按重量計5 %至按重量計15 %的鎵，從按重量計0. 1 %至按重量計15 %或從按重量 計0. 1%至按重量計10%的另外的合金元素，這些另外的合金元素選自由以下各項組成的 組：銦、錫、鍺、鈦、錳、硅、鎳和其組合，以及至按重量計100%的余量的銅，其中這些成分總 計達(dá)按重量計100%，并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0050] 該焊料合金包含從按重量計41%至按重量計75%或從按重量計45%至按重量計 60 %的銅，從按重量計20 %至按重量計44 %的銀、或從按重量計25 %至44 %或從按重量 計30 %至44%的銀，從按重量計5 %至按重量計15 %或從按重量計6 %至按重量計14%的 鎵，以及還有從按重量計0. 1%到按重量計15%或從按重量計約0. 1%至按重量計10%的 另外的合金元素，這些合金元素選自由以下各項組成的組：銦、錫、鍺、鈦、錳、硅、鎳和其組 合，其中這些成分總計達(dá)按重量計100%，并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0051] 在另一個具體實施方案中，該焊料合金包含與錫、鈦、錳、或其組合相組合的銦。
[0052] 該焊料合金可以另外包含從按重量計0.5%至按重量計7%的銦，從按重量計 〇. 3 %至按重量計3 %的錫，從按重量計0. 3 %至按重量計3 %的鍺或從按重量計0. 3 %至按 重量計1. 5 %的鍺，從按重量計0. 1 %至按重量計4 %的鈦，從按重量計0. 5 %至按重量計 15 %或另外從按重量計0. 5 %至按重量計10 %的猛，從按重量計0. 1%至按重量計1%的 娃，從按重量計〇. 1 %至按重量計5 %或從按重量計1 %至按重量計4%的鎳,或其適量的組 合，其中成分總計達(dá)按重量計100%，并且可以包含不可避免的雜質(zhì)。
[0053] 這些合金還可以包含總計最高達(dá)按重量計0. 15%的容許的、不可避免的雜質(zhì)，例 如裡、納、鐘、働、艷、被、緩、?丐、銀、鎖、鋪、砸、締、鐵、鋒、娃、憐、硫、銷、ffi、鉛、金、錯、錫、錯、 碳、鎘、鈧、鑭、鋪、鐠、釹、钷、杉、銪、紀(jì)、禮、試、鏑、欽、鉺、錢、鐿、镥和氧。碳的含量應(yīng)不大于 按重量計0. 005%，并且鎘、磷、鉛和鋅的含量應(yīng)該各自為不大于按重量計0. 01 %。
[0054] 特別地，鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、銻、硒、碲和硫的總含量為按重量計 0. 01 %或更少。
[0055] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計48 %至按重量計67 %的銅，從按重 量計20%至按重量計25%的銀，從按重量計5%至15%的鎵，從按重量計0%到按重量計 15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含量小于按重量計10%時， 錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。當(dāng)鎵含量大于按重量計 10%，并且當(dāng)錳含量小于按重量計10%時，也可以實現(xiàn)良好的效果。
[0056] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計58 %至按重量計65 %的銅，從按重 量計20%至按重量計25%的銀，從按重量計5%至15%的鎵，從按重量計0%至按重量計 15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含量小于按重量計10%時， 錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。當(dāng)鎵含量大于按重量計 10%，并且當(dāng)錳含量小于按重量計10%時，也可以實現(xiàn)良好的效果。
[0057] 已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，如果鎵或錳的含量在按重量計10%以上，則即使具有從按 重量計20%至按重量計25%的低銀含量的合金也具有所希望的性能。在這種情況下，使用 從按重量計1%至3%的銦含量同樣可以達(dá)到良好的效果。
[0058] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計41 %至按重量計54%的銅，從按重量 計38 %至按重量計42 %的銀，從按重量計8 %到12 %的鎵，從按重量計0 %至按重量計5 % 的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0059] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計41 %至按重量計52%的銅，從按重量 計38 %至按重量計42 %的銀，從按重量計5 %至9 %的鎵，從按重量計7 %至按重量計12% 的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0060] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計50%至按重量計64%的銅，從按重量 計28 %至按重量計34%的銀，從按重量計8 %至12 %的鎵，從按重量計0 %至按重量計5 % 的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0061] 在另一個實施方案中，該合金由從按重量計45%至按重量計62%的銅，從按重量 計28%至按重量計34%的銀，從按重量計5%至9%的鎵，從按重量計7%至按重量計12% 的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量值總計達(dá)按重量計100%。
[0062] 尤其有用的焊料合金包括：（1) 一種由按重量計40%的銀、按重量計50%的銅和 按重量計10%的鎵組成的焊料合金；或（2) -種由按重量計40%的銀、按重量計46. 5%的 銅、按重量計10%的鎵、按重量計3%的銦和按重量計0. 5%的錫組成的焊料合金；或（3) 一種由從按重量計5%至15%的鎵組成的焊料合金，其中余下的組成（至按重量計100%的 余量）是配合比為從25:61至44:45的銀、銅。銅與銀（Cu/Ag)的重量比通常為1至2. 1， 銅與鎵（Cu/Ga)的重量比通常為4. 5至7. 5。
[0063] 焊料合金可以按本領(lǐng)域中已知的任何方式獲得，并使用本領(lǐng)域中已知的所有方法 澆注入所希望的模具中。例如，焊料合金可以為條狀、絲狀、棒狀、板狀、箔狀、原始形式、粉 末狀、彈丸狀、薄片狀或膏狀。例如，該合金可以由激冷鑄造生產(chǎn)。為產(chǎn)生更均勻的微觀組 織，也可能利用連續(xù)鑄造或合金造粒機(jī)或合金霧化。
[0064] 同樣，可以在這種類型的合金粉末制造工序之后進(jìn)行后續(xù)壓實，例如，連續(xù)粉末擠 出，也以名稱TEMCONEX?為人所知。同樣可能通過壓制（例如冷等靜壓（CIP))與后續(xù) 的燒結(jié)和擠出進(jìn)行該粉末的進(jìn)一步處理。
[0065] 焊料合金可以在從約750°C至900°C、或從約780°C至約830°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn) 行硬焊，持續(xù)足以使該焊料合金熔化到基體上的一段時間，該基體例如是由含有鐵的材料 (例如，鋼或不銹鋼）形成的。例如，結(jié)構(gòu)鋼類型（例如S235)和不銹鋼類型（例如1.4301 /I. 4306/1. 4401/1. 4404/1. 4571)也同樣適合。使用本發(fā)明的合金能夠利用爐，局部地利用 焊接燈，使用感應(yīng)加熱器，浸入焊料或焊劑浴中，通過電阻加熱、激光加熱或紅外線加熱進(jìn) 行焊接。根據(jù)所使用的焊接方法，焊接可以在惰性氣體氣氛（例如氬氣氛）、或另一種類型 的保護(hù)氣氛中進(jìn)行。在這些溫度下，本發(fā)明的焊料合金毫無困難地熔化并且潤濕含鐵基體 材料，以便在不熔化該含鐵基體材料的情況下被接合。當(dāng)使用這些焊料合金時，常常形成一 個其中該基體材料被部分溶解的互擴(kuò)散區(qū)。例如，這通常在鐵合金（例如鋼）與焊料合金 相結(jié)合的情況下觀察到。這樣的互擴(kuò)散區(qū)在焊接過程中出現(xiàn)，并且作為焊料與基體之間的 有效相互作用是有利的并且令人希望的。在現(xiàn)有技術(shù)的富銀焊料的情況下，例如AgCu28或Ag60Cu27Inl3,在不銹鋼的焊接過程中一般不會出現(xiàn)這樣的互擴(kuò)散區(qū)。除其他外，本發(fā)明的 焊料合金可以用于對鋼表面、特別是由不銹鋼構(gòu)成的表面進(jìn)行硬焊。同樣可能用銅或銅合 金、鎳或鎳合金、黃銅合金、膠合硬材料、膠合硬材料復(fù)合物，觸點(diǎn)材料（如CuCr、AgSn02和 AgWC材料）、或鍍鎳/鍍銅/鍍金陶瓷來代替含鐵合金的基體。
[0066] 因此，本專利申請還提供了對應(yīng)的成形物。
[0067] 這些焊料合金是適合例如用于真空應(yīng)用，例如在真空開關(guān)室、X-射線管或在冷卻 器構(gòu)造中進(jìn)行真空密封或抗真空密封，并且還用于在開關(guān)或汽車行業(yè)中焊接觸點(diǎn)。這些焊 料合金也適用于工具的焊接，例如在膠合硬材料的焊接或在制冷或空調(diào)領(lǐng)域中的焊接中， 在工廠建設(shè)和特殊機(jī)器構(gòu)建中的焊接。家用電器（例如大型家電）中的焊接，或珠寶中的 焊接同樣是可能的。
[0068] 該焊料合金的一個優(yōu)點(diǎn)是其良好的冷變形性，盡管在該合金中具有高的鎵濃度。 該屬性首先改進(jìn)了焊接接合的機(jī)械穩(wěn)定性。其次，因此，該焊料合金可以更容易地通過軋 制、鍛造、拉絲或擠出成型，特別是通過軋制、鍛造或拉絲冷成型，因為在無熱處理如退火熱 處理或再結(jié)晶熱處理的情況下，它能夠工作至在冷軋中可實現(xiàn)厚度減小量大于約60%，或 大于約80%，并且最高達(dá)約96%或約99%或約99. 9%。隨后，即從約60%至約99. 9%的 冷成型之后，可以進(jìn)行熱處理，并且可以進(jìn)行從約60%至約99. 9%的重新冷成型。這樣的 熱處理可以在從400°C至600°C，或從400°C至550°C溫度下進(jìn)行。熱處理的持續(xù)時間一般 可以從30分鐘至300分鐘，或者從60分鐘至150分鐘，或者從90分鐘至140分鐘。熱處 理可以在減壓下、或在保護(hù)氣體（如氬氣或氮?dú)猓┫?、或在還原性氣氛如N2/H2混合物（例 如比例為95/5的N2/H2、比例為80/20的N2/H2、比例為50/50的N2/H2)或氫下進(jìn)行。當(dāng)焊料 合金在惰性氣體氣氛（例如氬氣氛）下使用時，沒有必要使用任何助焊劑。
[0069] 所描述的焊料合金也可用在尚未被脫氧或僅被不完全脫氧的表面上，即氧化物不 完全去除的表面上。所描述的焊料合金充分地潤濕這些表面并且可以很容易地被焊接。因 此，例如，還可能對在表面上具有一個天然鉻（III)氧化物層的含鉻的不銹鋼進(jìn)行焊接，而 不必通過使用金、鎳、銅或其組合進(jìn)行電拋光或電鍍來改性該表面。
[0070] 使用這些焊料合金的焊接可以容易地在一個特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，其上限是由 TL+50開爾文定義，而其下限是由0. 3* (TL-Ts)+Ts定義，其中TL是相應(yīng)的焊料合金的液相 線溫度并且Ts是其固相線溫度。因此，一個實施方案還提供了一種用于焊接基體的方法， 優(yōu)選由鋼構(gòu)成的基體，其中使用該焊料合金，并且焊接溫度是在具有〇. 3*(TL-Ts)+Ts的下 限和TL+50開爾文的上限的范圍內(nèi)，其中TL是相應(yīng)的焊料合金的液相線溫度并且Ts是其 固相線溫度。
[0071] 實例
[0072] 所提到的合金是通過對應(yīng)的合金成分的激冷鑄造獲得。在感應(yīng)爐中進(jìn)行熔化。批 次的大小為每一種情況下的焊料合金500克。所獲得的合金通過軋制進(jìn)行進(jìn)一步處理，并 且，對于焊接不銹鋼1.4404,8301：溫度下減壓下爐內(nèi)焊接到同一材料（不銹鋼1.4404)的 基體上。對潤濕進(jìn)行目視評估。冷變形性是通過軋制時厚度減少來確定，并且通過差示掃 描量熱法OSC)測定固相線和液相線溫度。就具有組成CuAg40Gal0的合金而言，在不進(jìn)行 熱處理的情況下冷軋時厚度減少為96%，固相線溫度為724°C并且液相線溫度為846°C。
【權(quán)利要求】
1. 一種焊料合金，由從按重量計41%至按重量計75%的銅，從按重量計20%至按重 量計44%的銀，從按重量計5%至按重量計15%的鎵以及從按重量計0%至按重量計15% 的另外的合金成分組成，這些另外的合金成分選自由以下各項組成的組：銦、錫、鍺、鈦、錳、 硅、鎳及其組合，其中這些成分總計達(dá)按重量計100%并且可以包含不可避免的雜質(zhì)，并且 鋅的含量不得超過按重量計〇. 01 %。
2. 如權(quán)利要求1所述的焊料合金，包含按重量計從25%至44%的銀。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的焊料合金，包含按重量計從45%至60%的銅。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的焊料合金，包含按重量計從6%至14%的鎵。
5. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計48%至按重量計 67 %的銅，從按重量計20 %至按重量計25 %的銀，從按重量計5 %至按重量計15 %的鎵，從 按重量計0%至按重量計15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含 量小于按重量計10%時，錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。
6. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計58%至按重量計 65 %的銅，從按重量計20 %至按重量計25 %的銀，從按重量計5 %至按重量計15 %的鎵，從 按重量計0%至按重量計15%的錳，從按重量計0%至按重量計3%的銦組成，其中當(dāng)鎵含 量小于按重量計10%時，錳含量大于按重量計10%，并且這些量值總計達(dá)按重量計100%。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的焊料合金，其中當(dāng)錳含量小于按重量計10%時，鎵含量大 于按重量計10%。
8. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計41 %至按重量計 54 %的銅，從按重量計38 %至按重量計42 %的銀，從按重量計8 %至按重量計12 %的鎵，從 按重量計0 %至按重量計5 %的錳，從按重量計0 %至按重量計4 %的銦組成，其中這些量值 總計達(dá)按重量計100%。
9. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計41 %至按重量計 52%的銅，從按重量計38%至按重量計42%的銀，從按重量計5%至按重量計9%的鎵，從 按重量計7%至按重量計12%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些量 值總計達(dá)按重量計100%。
10. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計50%至按重量 計64%的銅，從按重量計28 %至按重量計34%的銀，從按重量計8 %至按重量計12 %的鎵， 從按重量計〇 %至按重量計5 %的錳，從按重量計0 %至按重量計4 %的銦組成，其中這些量 值總計達(dá)按重量計100%。
11. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的焊料合金，該焊料合金由從按重量計45%至按重量 計62%的銅，從按重量計28%至按重量計34%的銀，從按重量計5%至按重量計9%的鎵， 從按重量計7%至按重量計12%的錳，從按重量計0%至按重量計4%的銦組成，其中這些 量值總計達(dá)按重量計100%。
12. 如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的焊料合金，該焊料合金包含另外的合金成 分，這些另外的合金成分選自由以下各項組成的組：從按重量計0. 5%至按重量計15%的 錳、從按重量計0. 1 %至按重量計5 %的鎳、從按重量計0. 5 %至按重量計7 %的銦、從按 重量計0. 3%至按重量計3%的錫、從按重量計0. 3%至按重量計1. 5%的鍺、從按重量計 0. 1 %至按重量計4%的鈦、從按重量計0. 1 %至按重量計1 %的硅、以及其組合。
13. 如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的焊料合金，其中銀與銅以從25:61至44:45 的配合比存在。
14. 如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的焊料合金，其中鍺含量小于按重量計 1. 5%。
15. 如權(quán)利要求1至14中的一項或多項所述的焊料合金作為焊料在真空應(yīng)用中的用 途：真空密封或抗真空密封，真空開關(guān)室，用于在汽車工業(yè)中的觸點(diǎn)焊接、開關(guān)焊接，工具的 焊接，膠合硬材料的焊接，制冷或空調(diào)（HVAC)領(lǐng)域中的焊接，工廠建設(shè)和特殊機(jī)器構(gòu)建中 的焊接，用作真空硬焊料，家用電器例如大型家電中的焊接，珠寶中的焊接及其組合。
16. -種成形物，該成形物包含如權(quán)利要求1至14中的一項或多項所述的焊料合金，該 焊料合金與至少一個基體接觸。
17. -種由如權(quán)利要求1至14中的一項或多項所述的焊料合金制造成形物的方法，其 中在不進(jìn)行熱處理的情況下，將這些焊料合金冷成型為在冷軋時可實現(xiàn)的厚度減小量大于 約 60%。
18. -種用于焊接基體的方法，其中使用如權(quán)利要求1至14中的任一項所述的焊料合 金，并且焊接溫度是在具有0. 3*(TL-Ts) +Ts的下限和TL+50開爾文的上限的范圍內(nèi)，其中 TL是相應(yīng)的焊料合金的液相線溫度并且Ts是其固相線溫度。
19. 如權(quán)利要求16所述的成形物或如權(quán)利要求18所述的方法，其中該基體選自由以 下各項組成的組：銅和銅合金、鎳和鎳合金、黃銅合金、結(jié)構(gòu)鋼類型（例如S235)、不銹鋼類 型（例如1. 4301/1. 4306/1. 4401/1. 4404/1. 4571)、膠合硬材料、膠合硬材料復(fù)合物、觸點(diǎn) 材料或鍍鎳、鍍銅、或鍍金陶瓷、以及其組合。
20. -種成形物，能夠如權(quán)利要求17、18和19中的任一項所述的獲得。
21. 如權(quán)利要求15所述的用途，如權(quán)利要求16或20所述的成形物和如權(quán)利要求18所 述的方法，其中在該焊料與至少一個基體之間形成一個互擴(kuò)散區(qū)。
【文檔編號】B23K35/40GK104411450SQ201480000173
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】G·維爾, F·西爾澤, B·肯普夫 申請人:優(yōu)美科股份公司及兩合公司, 德累斯頓固態(tài)和材料研究協(xié)會萊布尼茨研究所