10铜及铜合金的钎焊分析

铜及铜合金
吴王夫差鉴
铜阳燧
铜及铜合金
• 自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。 自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80%以上 的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量 极低，一般在2-3%左右。
铜及铜合金
• 铜及铜合金通常可分为紫铜、黄铜、白铜、青铜。 • 黄铜是铜与锌的合金，在其中添加锡、铅、铁、锰、硅或 铝等元素后则分别称为锡黄铜、铅黄铜、铁黄铜、锰黄铜 等。 • 除以镍作为主要合金元素的称为白铜 • 除此之外为青铜，铝青铜、硅青铜、铍青铜、铅青铜等。
铜及铜合金的可钎焊性
软钎料
• 应用最广的仍是锡铅钎料 • 其润湿性与铺展性随Sn量的增加而增加,用于食品 工业或餐具的钎焊,含Sn量为95%以上.减少Pb. • S-Pb60Sn和S-Pb60SnSb广泛应用于散热器、 管道、电气接头、家用制品、发动机部件。
软钎料
• 用镉基钎料是软钎料中最耐热的，高达250℃， 并耐蚀。 • 在界面上容易形成脆性的铜镉化合物，所以必须 采用电阻钎焊等快速加热的方法。几种常用软钎 料用于铜及黄铜软钎焊的接头强度。
白铜
钎焊特点
• 紫铜形成两种氧化物：Cu2O和CuO。室温下铜表面为 Cu2O所覆盖，而高温下的氧化皮分为二层，外层为CuO， 内层为Cu2O。 • 对于黄铜来说，在含锌量低于15%，其氧化物由Cu2O组 成。当Zn超过21%，由ZnO组成。锡青铜表面生成两种 氧化物，内层SnO2,外层为铜的氧化物。硅青铜表面有Si 的氧化物生成，铍青铜表面生成稳定的BeO,在铝青铜表 面上可能生成Al2O3, 铜镍合金氧化皮内层有ＮiＯ，这些 氧化物中CuO的稳定性最小,最易还原.ZnO、NiO虽比氧 化铜稳定，但也能去除。SiO2和BeO虽稳定，但也能通 过钎剂去除。所以钎焊性很好，只有铝青铜，氧化物较稳 定，固较难焊接。
有色金属的钎焊
nonferrous metal
有色金属
• 在许多应用场合选用有色金属,这是因为他们具有 很独特的性能,这一类金属通常具有卓越的抗腐蚀 性和成形能力. • 纯铜和纯铝的钎焊性良好,它们的合金,尤其是一些 铝合金,由于成分造成不均匀的氧化膜,通常阻碍了 钎料的润湿,钎焊有一定难度.通过采用适当工艺措 施,铝合金钎焊仍然能够得到满意的结果.
钎焊特点
• 铜与铜合金的可钎焊性一般好至优。除了上述表面氧化物 的稳定性外，各种铜及铜合金还有其特性。有些可钎焊的 合金也会遇到一些特殊的困难。 • 例如，某些含铅的合金可能形成粘液而影响润湿性，此外 有些含锡合金如果在钎焊之前不进行消除应力，当受到快 速局部加热时可能开裂。如含氧铜在含氢气氛中形成氢脆， 黄铜钎焊时锌易蒸发。 • 许多铜合金，如黄铜、磷青铜、白铜等局部急速加热易使 母材产生热裂纹及应力裂纹。 • 对铍青铜来说，最好强度是在760-780℃淬火及随后在 300-320℃人工时效下得到。
紫铜
铜合金-黄铜
• 普通黄铜塑性好，适于制造形状复杂，耐腐蚀的冲压件， 如弹壳、散热器外壳、导管、雷管等。加入其他元素的特 殊黄铜，加入 Si、Al、Sn提高耐蚀性，加入Pｂ改善切削 加工性能，加入Fe、Mn细化晶粒。
铜合金-青铜
• 在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。 • 锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，适合於制 造轴承、蜗轮、齿轮等。 • 铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。 • 铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿 轮、轴套、船用螺旋桨等。 • 铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密 弹簧和电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用 的无火花工具。
铜及铜合金钎焊
Copper and copper alloy brazing
铜及铜合金
• 铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类 就开始使用铜及铜合金。 战国时代<<周礼· 考工记>>金有六齐：六 分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其 金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而 锡居一,谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一, 谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削 杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。”
表9.1 铜及黄铜软钎焊接头的强度
软钎剂
• 用锡铅钎料钎焊铜时，可选松香酒精溶液或活性松香和 ZnCl2+NH4Cl水溶液等无腐蚀性钎剂，后者还可用于黄 铜、青铜和铍青铜的钎焊。 • 钎焊铝黄铜、铝青铜和硅黄铜时，钎剂可为氯化锌盐酸溶 液。 • 钎焊锰白铜时，钎剂可选磷酸溶液。用铅基钎料钎焊时可 用氯化锌水溶液作为钎剂，用镉基钎料钎焊时可采用 FS205钎剂。
纯铜
• 纯铜具有面心立方晶格，无磁性,无同素异构转变，密度 8.96g/cm3,熔点1083℃，导电性导热性及抗大气腐蚀性能 优良，塑性好延伸率≥40% ，易冷热变形加工，虽强度硬 度低，但可通过冷变形强化予以提高。 • 用途:各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和 各种冷凝管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。 导电器材用量占铜材总量一半以上 • T1、T2、T3，数字增加表示纯度降低
硬钎料
• 四个系列:Cu-Zn、Cu-P、Cu-Ag-P、BAg以及BAu。 • BCu，由于其液相温度高，只用于钎焊铜镍合金。
铜-锌钎料
• 由于这种钎料的液相温度高、耐腐蚀性能差并且对过热敏感， 所以在钎焊铜和铜合金时很少采用铜锌钎料。过热会引起锌 蒸发并在接头中形成空穴。在实际应用中，如果耐腐蚀性不 很重要，这些钎料可用于连接铜、铜镍合金、硅青铜和磷青 铜。 • 这种钎料有时在连接铜与钢、不锈钢及镍合金中使用。一般 说来，要用钎剂。
铜合金-青铜
安蒂基西拉机器
铜合金-白铜来自百度文库
• 以镍为主要添加元素的铜合金。 • 铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的 白铜合金称复杂白铜。 • 工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。 • 结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种 白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶 构件。 • 电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含 锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密 电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料