本發(fā)明涉及銅合金釬焊材料
技術領域：
，具體涉及到一種銅磷錫藥芯焊絲及其制備方法。
背景技術：
：銅磷錫焊絲以其低的熔點，良好的釬焊工藝性能，特有的自釬作用(對紫銅釬焊)以及低廉的價格等優(yōu)點，廣泛應用于空調、制冷行業(yè)中紫銅及黃銅管件的釬焊。但是，目前銅磷錫焊絲在制備技術和焊絲性能方面均存在不足，嚴重限制了銅磷錫焊絲的應用。制備技術方面：銅磷錫焊絲中P元素含量大于7.5%（質量%）時，銅磷易形成熔化溫度為714℃的低熔共晶，其組織由(Cu)+（Cu3P）組成。Cu3P為脆性相。目前普遍認為焊絲中的P元素含量大于7.5%（質量%）時難以甚至根本無法制備銅磷細絲，然而銅磷錫細絲恰恰是家電行業(yè)、電子行業(yè)、五金制品行業(yè)廣泛使用的釬焊材料，因此如果不能有效地解決前述技術問題，那么勢必會影響我國家電企業(yè)、五金制品企業(yè)的市場競爭力。焊絲性能方面：現有的銅磷錫焊絲在黃銅上的流鋪性差，在焊接紫銅與黃銅構件時仍需一邊煨熱粘釬劑一邊施焊。該釬焊工藝復雜、效率低、不易準確控制釬劑量，經常出現釬劑添加過多或添加不均勻現象，造成釬劑浪費且釬劑殘渣較難清洗，易腐蝕接頭。針對上述問題，改進焊絲制備技術，研制出P元素含量高、流鋪性好且具強自釬性的銅磷錫藥芯焊絲，成為銅合金構件連接制造中急需解決的技術問題。技術實現要素：本發(fā)明為了解決上述技術問題，提供一種銅磷錫藥芯焊絲及其制備方法，其有效解決了黃銅釬焊時流鋪性差、釬縫強度低的問題，克服了傳統(tǒng)制備技術中高磷銅磷錫焊絲難加工的難題。本發(fā)明所采用的技術方案是：一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：85-95%的Cu-15P中間合金粉、0-3.5%的Ag粉、0-5%的Sn粉和0.5-11.5%的釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%。所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。藥芯焊絲的直徑為1.0-3.5mm。一種制備銅磷錫藥芯焊絲的方法，包括以下步驟：步驟一、選取一定長度的壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管并對該段紫銅管質量進行計算，然后根據權利要求1所述的藥芯填充率和計算的紫銅管質量，計算出應加藥芯質量；步驟二、按照權利要求1中所述的比例分別稱取Cu-15P中間合金粉、Ag粉、Sn粉和釬劑粉，并將稱取的各組分混合后放入混粉機中混合均勻后，備用；步驟三、將經步驟二處理后的藥芯在溫度為120℃-300℃的條件下烘干1.5-2小時，制得烘干藥芯，備用；步驟四、按照步驟一計算的藥芯質量稱取經步驟三處理后的烘干藥芯，備用；步驟五、將步驟一選取的紫銅管一端底部熱壓入紫銅棒進行封口，然后將步驟四稱取的烘干藥粉在振動條件下加入紫銅管中，繼續(xù)振動直至藥粉的壓實密度達到5.5-5.6之間，備用；步驟六、將紫銅管的另一端再次熱壓入紫銅棒進行封口，然后經輥軋、拉拔后形成產品。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明以銅磷合金粉、釬劑粉、錫粉作為藥芯主組分包裹到紫銅管中，熱壓入紫銅棒封口，通過輥軋、拉拔減徑為銅磷錫藥芯焊絲，既解決了高磷銅磷錫焊絲脆性大、難加工的問題，又增強了焊絲自釬性。2、本發(fā)明藥芯焊絲與傳統(tǒng)實芯焊絲相比，具有高塑性、速流性、強自釬性等優(yōu)點，能夠有效適用于火焰釬焊、爐中釬焊或銅合金自動焊。3、本發(fā)明藥芯焊絲用于釬焊黃銅時，無需添加焊劑，具有操作方便，適用性強的特點。該焊絲還可用于銅合金的自動焊，大大提高生產效率。4、本發(fā)明所提供的銅磷錫藥芯焊絲中，各組分的作用如下：P：易與Cu形成低熔共晶，顯著降低焊絲熔點，在空氣中釬焊紫銅時起自釬劑作用。Ag：易與P、Cu形成三元低熔共晶，進一步降低焊絲熔點，提高焊絲韌性。Sn：顯著降低焊絲熔點和提高其流鋪性。釬劑粉：具有強烈溶解氧化物的能力、增強焊絲流鋪性。在本發(fā)明中作為藥芯組分包覆其中，顯著提高焊絲的自釬性。附圖說明圖1為傳統(tǒng)實心銅磷錫焊絲的鋪展形貌圖；圖2為實施例8的銅磷錫藥芯焊絲的鋪展形貌圖。具體實施方式一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：85-95%的Cu-15P中間合金粉、0-3.5%的Ag粉、0-5%的Sn粉和0.5-11.5%的釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%。進一步，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。再進一步，根據需要，選擇不同的輥軋機拉絲模模具，可軋制不同直徑的藥芯焊絲。軋制的藥芯焊絲直徑范圍在1.0-3.5mm，得到最終產品。一種制備銅磷錫藥芯焊絲的方法，包括以下步驟：步驟一、選取一定長度的壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管并對該段紫銅管質量進行計算，然后根據權利要求1所述的藥芯填充率和計算的紫銅管質量，計算出應加藥芯質量；步驟二、按照權利要求1中所述的比例分別稱取Cu-15P中間合金粉、Ag粉、Sn粉和釬劑粉，并將稱取的各組分混合后放入混粉機中混合均勻后，備用；步驟三、將經步驟二處理后的藥芯在溫度為120℃-300℃的條件下烘干1.5-2小時，制得烘干藥芯，備用；步驟四、按照步驟一計算的藥芯質量稱取經步驟三處理后的烘干藥芯，備用；步驟五、將步驟一選取的紫銅管一端底部熱壓入紫銅棒進行封口，然后將步驟四稱取的烘干藥粉在振動條件下加入紫銅管中，繼續(xù)振動直至藥粉的壓實密度達到5.5-5.6之間，備用；步驟六、將紫銅管的另一端再次熱壓入紫銅棒進行封口，然后經輥軋、拉拔后形成產品。以下結合實施例進一步闡釋本發(fā)明。采用本實驗的“FCWM50被動拉拔式藥芯焊絲機”制備銅磷錫藥芯焊絲。各種配比藥粉壓實密度在5.5-5.6之間，藥粉填充率53%。通過多次試驗，壁厚2mm、內徑Φ16mm的紫銅管能把各配比的藥粉包覆嚴實。取紫銅管長度為3米，質量算出約為3019.7克。根據藥粉填充率53%，算出應填入藥粉3405克。該質量恰好等于或稍低于與紫銅管芯部體積相等的壓實藥粉質量。根據藥芯中各組分的質量百分比、算出各組分含量，然后均勻混合在一起備用。將紫銅管端部熱壓紫銅棒封口，加入配制好的藥粉，經輥軋、拉拔減徑后得到所需直徑的銅磷錫藥芯焊絲。實施例1一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：85%Cu-15P中間合金粉，0%Ag粉，5%Sn粉，10%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。一種制備銅磷錫藥芯焊絲的方法，包括以下步驟：步驟一、選取一定長度的壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管并對該段紫銅管質量進行計算，然后根據權利要求1所述的藥芯填充率和計算的紫銅管質量，計算出應加藥芯質量；步驟二、按照權利要求1中所述的比例分別稱取Cu-15P中間合金粉、Ag粉、Sn粉和釬劑粉，并將稱取的各組分混合后放入混粉機中混合均勻后，備用；步驟三、將經步驟二處理后的藥芯在溫度為120℃-300℃的條件下烘干1.5-2小時，制得烘干藥芯，備用；步驟四、按照步驟一計算的藥芯質量稱取經步驟三處理后的烘干藥芯，備用；步驟五、將步驟一選取的紫銅管一端底部熱壓入紫銅棒進行封口，然后將步驟四稱取的烘干藥粉在振動條件下加入紫銅管中，繼續(xù)振動直至藥粉的壓實密度達到5.5-5.6之間，備用；步驟六、將紫銅管的另一端再次熱壓入紫銅棒進行封口，然后經輥軋、拉拔后形成產品。實施例2一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：85%Cu-15P中間合金粉，1%Ag粉，4%Sn粉，10%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例2的制備方法同實施例1。實施例3一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：88%Cu-15P中間合金粉，2%Ag粉，3%Sn粉，7%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例3的制備方法同實施例1。實施例4一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：88%Cu-15P中間合金粉，3%Ag粉，2.5%Sn粉，6.5%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例4的制備方法同實施例1。實施例5一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：90%Cu-15P中間合金粉，3.5%Ag粉，0%Sn粉，6.5%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例5的制備方法同實施例1。實施例6一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：95%Cu-15P中間合金粉，3.5%Ag粉，0%Sn粉，1.5%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例6的制備方法同實施例1。實施例7一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：95%Cu-15P中間合金粉，3.5%Ag粉，1%Sn粉，0.5%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例7的制備方法同實施例1。實施例8一種銅磷錫藥芯焊絲，所述藥芯焊絲是由壁厚為2mm、內徑為Φ16mm的紫銅管包覆藥芯后，經軋制、拉拔而成，其中，藥芯按照質量百分比由以下成分組成：88.5%Cu-15P中間合金粉，0%Ag粉，0%Sn粉，11.5%釬劑粉，藥芯中各成分的壓實密度在5.5-5.6之間，藥芯的填充率為53%，所述釬劑粉由K2B4O7·5H2O、H3BO3和NaF按照質量比2：2：1組成。實施例8的制備方法同實施例1。按GB/T11364-2008《釬料鋪展性及填縫性試驗方法》規(guī)定對各實施例制作的銅磷錫藥芯焊絲進行鋪展性能試驗。母材為48mm×48mm×1.5mm黃銅板件，在母材上基板上堆敷藥芯焊絲，測熔敷金屬的化學成分。由于實驗為對比性試驗，所以用光電天平秤量釬料均為4000±5mg(誤差控制在±0.5%)，放在母材基本上。紫銅管的化學成分見表1，焊絲的流鋪面積結果與熔敷金屬化學成分如表2所示，鋪展形貌見圖1。表1紫銅管的化學成分（wt%）牌號BiPbCuT30.0020.01余量表2釬焊接頭的抗拉強度當前第1頁1 2 3