钎料合金
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问题
熔点 冷脆性
4
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
Sn-Pb钎料合金
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
γ/sm-1 ρ/g c·m-3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(E,σbf, τ)/9.8MPa 硬度，HB
合金成分，wt%
5
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Sn-Ag，Sn-Cu合金
6
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
9
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Al-Si合金平衡相图
共晶成分： 12.2%Si熔点： 577℃
缺点：熔点接近 于铝合金的熔点
10
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
常用的铝基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
牌号
BAl88Si BAl67CuSi BAl86SiCu
HL403
Cu-Zn钎料中加入Si对Zn挥发的抑制作用
Si氧化后与钎剂 中的硼酸盐形成 低熔点的硅酸盐， 浮在液态钎料表 面，阻止Zn的挥 发。
16
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-6 高温钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
铜基高温钎料
BCuNiSiB 27~30%Ni：提高高温强度，但熔点也增加 1.5~2.%Si、0.2%B：降低熔点，改善润湿性 工作温度可以达到600℃ 可以达到与1Cr18Ni9Ti等强度
名称
铝硅钎料
铝硅铜1号 铝硅铜2号 铝硅铜锌
Al 余量
余量 余量 余量
成分ω×100%
Cu
Si
12±1
~
5.5~6.5 27~29 9.3~10.7 3.3~4.7
10±1 4±0.7
tm/℃
σbf/
Zn
MPa
~ 577~582 147～
156.9
~ 525～535 脆性大
~ 521～585 245~294
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-2 锡基钎料
锡基钎料合金系列
锡铅钎料：
曾经是应用最为广泛的钎料合金 Ag：降低熔点，提高高温强度 Sb：提高高温强度
无铅钎料
95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu，熔点217℃ 96.5Sn/3.5Ag，熔点221℃ 99.3Sn/0.7Cu，227℃
接头性能
强度、导电性、导热性、抗腐蚀性等
成本
2
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
对钎料的基本要求和分类
钎料的分类
按熔点
小于450℃：软钎料； 大于450°C：硬钎料； 大于800°C：高温钎料
按合金成分
锡基；铝基；银基钎料；铜基钎料；镍基钎料等
3
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
17
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
钎料强度与工作温度的关系
σbf，9.8MPa σbf，9.8MPa
工作温度，℃
试验温度，℃
18
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-7 钎料的选用原则
经济性：根据结构的重要性，选择成本最低的钎料合金 接头性能：工作温度；强度；可靠性 密封性：电真空器件；真空室 导电性：锡基钎料、银基钎料 工艺性：焊接温度对母材的影响 与钎焊方法的匹配
价格高，低银钎料的研制 如何降低熔点 如何避免脆性相
12
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
银基钎料系列
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Ag-Cu-Zn钎料合金
Ag-Cu共晶点780℃ 加入Zn降低熔点，到720℃ 会产生脆性β、γ、δ和ε相 γ、δ和ε相塑性极差 Zn含量控制在35%以下
19
Cu-Zn钎料
通过Zn含量降低熔点 Cu62/Zn38(黄铜)
熔点902℃ α固熔体组织 良好的强度和塑性 加入Si抑制Zn的挥发 加入Sn提高铺展性
Cu-P钎料
含约7%的磷 自钎剂钎料
5CuO 2P P2O5 5Cu
15
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Sn-Ag-Cu合金
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
7
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Sn-Bi、Sn-Zn合金
8
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-1 铝基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
用途
仅用于钎焊铝及铝合金
组成
铝及可和铝形成共晶的金属 铝硅共晶、铝硅铜共晶
10±1 516～560 245~294
共晶钎料具有最好的流动性，但也容易出现钎料流失。
11
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-4 银基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
用途广泛的硬钎料
低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金、 可伐合金、难熔金属、陶瓷等
导电、导热性能良好；耐介质腐蚀
问题
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
第二章 钎料合金
1
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-1 对钎料的基本要求和分类
基本要求
合适的熔点
温度控制；组织控制；缺陷
良好的润湿性 与母材良好的冶金相互作用 稳定性、均匀的成分
元素挥发、成分偏析
Ag-Cu-Zn-Sn钎料合金
进一步降低熔点 加入量0.5~5%，熔点660℃ 过多产生脆性 加入微量Ni，提高强度和耐热
性
13
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Ag-Cu-Zn三元合金相图
液相面
相组成
14
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-5 铜基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
熔点 冷脆性
4
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
Sn-Pb钎料合金
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
γ/sm-1 ρ/g c·m-3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(E,σbf, τ)/9.8MPa 硬度，HB
合金成分，wt%
5
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Sn-Ag，Sn-Cu合金
6
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
9
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Al-Si合金平衡相图
共晶成分： 12.2%Si熔点： 577℃
缺点：熔点接近 于铝合金的熔点
10
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
常用的铝基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
牌号
BAl88Si BAl67CuSi BAl86SiCu
HL403
Cu-Zn钎料中加入Si对Zn挥发的抑制作用
Si氧化后与钎剂 中的硼酸盐形成 低熔点的硅酸盐， 浮在液态钎料表 面，阻止Zn的挥 发。
16
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-6 高温钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
铜基高温钎料
BCuNiSiB 27~30%Ni：提高高温强度，但熔点也增加 1.5~2.%Si、0.2%B：降低熔点，改善润湿性 工作温度可以达到600℃ 可以达到与1Cr18Ni9Ti等强度
名称
铝硅钎料
铝硅铜1号 铝硅铜2号 铝硅铜锌
Al 余量
余量 余量 余量
成分ω×100%
Cu
Si
12±1
~
5.5~6.5 27~29 9.3~10.7 3.3~4.7
10±1 4±0.7
tm/℃
σbf/
Zn
MPa
~ 577~582 147～
156.9
~ 525～535 脆性大
~ 521～585 245~294
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-2 锡基钎料
锡基钎料合金系列
锡铅钎料：
曾经是应用最为广泛的钎料合金 Ag：降低熔点，提高高温强度 Sb：提高高温强度
无铅钎料
95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu，熔点217℃ 96.5Sn/3.5Ag，熔点221℃ 99.3Sn/0.7Cu，227℃
接头性能
强度、导电性、导热性、抗腐蚀性等
成本
2
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对钎料的基本要求和分类
钎料的分类
按熔点
小于450℃：软钎料； 大于450°C：硬钎料； 大于800°C：高温钎料
按合金成分
锡基；铝基；银基钎料；铜基钎料；镍基钎料等
3
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
17
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
钎料强度与工作温度的关系
σbf，9.8MPa σbf，9.8MPa
工作温度，℃
试验温度，℃
18
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-7 钎料的选用原则
经济性：根据结构的重要性，选择成本最低的钎料合金 接头性能：工作温度；强度；可靠性 密封性：电真空器件；真空室 导电性：锡基钎料、银基钎料 工艺性：焊接温度对母材的影响 与钎焊方法的匹配
价格高，低银钎料的研制 如何降低熔点 如何避免脆性相
12
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
银基钎料系列
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Ag-Cu-Zn钎料合金
Ag-Cu共晶点780℃ 加入Zn降低熔点，到720℃ 会产生脆性β、γ、δ和ε相 γ、δ和ε相塑性极差 Zn含量控制在35%以下
19
Cu-Zn钎料
通过Zn含量降低熔点 Cu62/Zn38(黄铜)
熔点902℃ α固熔体组织 良好的强度和塑性 加入Si抑制Zn的挥发 加入Sn提高铺展性
Cu-P钎料
含约7%的磷 自钎剂钎料
5CuO 2P P2O5 5Cu
15
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Sn-Ag-Cu合金
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
7
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
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Sn-Bi、Sn-Zn合金
8
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-1 铝基钎料
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用途
仅用于钎焊铝及铝合金
组成
铝及可和铝形成共晶的金属 铝硅共晶、铝硅铜共晶
10±1 516～560 245~294
共晶钎料具有最好的流动性，但也容易出现钎料流失。
11
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-4 银基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
用途广泛的硬钎料
低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金、 可伐合金、难熔金属、陶瓷等
导电、导热性能良好；耐介质腐蚀
问题
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
第二章 钎料合金
1
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
§2-1 对钎料的基本要求和分类
基本要求
合适的熔点
温度控制；组织控制；缺陷
良好的润湿性 与母材良好的冶金相互作用 稳定性、均匀的成分
元素挥发、成分偏析
Ag-Cu-Zn-Sn钎料合金
进一步降低熔点 加入量0.5~5%，熔点660℃ 过多产生脆性 加入微量Ni，提高强度和耐热
性
13
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院
Ag-Cu-Zn三元合金相图
液相面
相组成
14
焊接方法与设备Ⅱ－钎焊
§2-5 铜基钎料
祁凯 江苏科技大学 材料科学与工程学院