本發明涉及釬焊技術領域，具體涉及一種中溫無銀銅基焊膏及其制備方法。
背景技術：
釬料是為實現兩種材料(或零件)的結合，在其間隙內或間隙旁所加的填充物。釬料按熔點高低分為軟釬料(熔點低于450℃的釬料)，硬釬料(熔點高于450℃的釬料)，高溫釬料(熔點高于950℃的釬料)。釬料按組成分類，軟釬料有錫基、鉛基、鋅基等釬料。硬釬料有鋁基、銀基、銅基、鎳基等釬料。銀基釬料的熔點適中，具有很好的韌性、強度、導熱性和抗腐蝕性，在現代工業各個領域中獲得了廣泛的應用。近年來，隨著科技的快速發展以及社會的日益進步，家電行業、汽車制造領域或航空航天領域對含銀釬料的需求量日益增加，另外，釬料配方中有高含量的銀，其釬焊接頭的機械性能高，釬焊工藝性能好，因此含銀釬料的用量也就越來越大。但是銀屬于昂貴金屬，銀的使用必然會大幅增加產品的成本。為了降低成本，開發不含銀、代銀釬料一直是國內外釬焊領域的研究重點。目前銅與銅合金、銅與不銹鋼的釬焊中普遍使用絲狀含高含量的銀或鎘的銅基合金釬料，然而，絲狀含高含量的銀或鎘的銅基合金釬料加工工藝比較復雜，設備投資相對較大。此外，銅基釬料中含有害元素鎘，會產生環境污染，而且對人體的危害很大。因此，本發明提供一種中溫無銀銅基焊膏及其制備方法，將釬料制成粉末狀，再配入銅釬劑、粘結劑混合成一種均勻膏狀焊料供用戶用于釬焊銅與銅合金、銅與不銹鋼器件。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種中溫無銀銅基焊膏及其制備方法。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種中溫無銀銅基焊膏，包括以下按重量比計的原料：
銅基釬料 80-90％
銅釬劑 0-20％
粘結劑 8-15％。
優選地，所述的銅基釬料包括以下組分：
P 4.0％-7.5％
Sn 1.0％-15.0％
Si 0.5％-2.0％
Sb 0.2％-1.0％
B 0.3％-0.8％
Ti 0.2％-1.0％
Zr 0.2％-0.8％
Ni 0-2.0％
余量為Cu。
上述銅基釬料由以下方法制備得到：
(1)配料：稱取原料合金CuP、CuB、CuTi、CuZr和單質Sn、Si、Sb、Ni、Cu；
(2)熔煉：對步驟(1)中配制好的物料在中頻感應爐中進行熔煉，先將Cu、Si、Ni、Sb加入到熔煉坩堝里，并用木炭覆蓋物料，開啟中頻加熱爐，待爐料完全熔化后加入CuP、CuB、CuTi、CuZr；
(3)精煉：待步驟(2)中物料完全融化后，用石墨棒攪拌溶液5分鐘，控制中頻功率使熔液溫度保持穩定，隨后靜止5-8分鐘，撈除表面浮渣，最后加入Sn，攪拌熔液5-10分鐘使之均勻化；
(4)噴粉：使用氣霧化制粉法對步驟(3)中制得的的合金熔液進行氣霧化制粉；
(5)篩分：使用150-160目篩分機對步驟(4)中的粉末進行篩分，得到釬料粉末。
一種上述中溫無銀銅基焊膏的制備方法，包括以下步驟：將銅基釬料、銅釬劑、粘結劑分別投入攪拌器中，在油浴加熱下，攪拌成均勻膏體。
優選地，所述銅釬劑為硼酸鹽、氟硼酸鹽、氟化物、硼酸、硼砂中的一種或多種。
優選地，所述脂肪烴類溶劑為鄰苯二甲酸二丁脂、甲基丙烯酸甲酯；所述有機增粘劑為聚甲基丙烯酸甲酯；所述觸變劑為辛基酚聚氧乙烯醚。
優選地，油浴加熱的溫度為50-80℃，攪拌速度為60-80r/min。
本發明的銅基釬料是以銅為基體，通過添加無毒、廉價的多種金屬元素來改進釬料特性，使釬料具有優良的釬焊工藝特性。本發明將釬料制成粉末狀，再配以銅釬劑、粘結劑制成膏狀焊料供用戶使用。
本發明制備的產品適用于銅及銅合金器件的釬焊。
本發明的有益效果：
(1)本發明的銅基焊膏制備工藝流程簡單，設備投入少，使生產成本得到較大的降低；
(2)本發明的銅基焊膏不涉及有害元素鎘，降低了毒害性，有利于保護工人的健康和防止環境污染。
具體實施方式
為了更好的解釋本發明，現結合以下具體實施例做進一步說明，但是本發明不限于具體實施例。
實施例1
一種中溫無銀銅基釬料，包括以下按重量百分比計的成分：
P 4.0％
Sn 1.0％
Si 0.5％
Sb 0.2％
B 0.3％
Ti 0.2％
Zr 0.2％
Ni 1.0％
余量為Cu。
制備方法：
(1)配料：稱取原料合金CuP、CuB、CuTi、CuZr和單質Sn、Si、Sb、Ni、Cu；
(2)熔煉：對步驟(1)中配制好的物料在中頻感應爐中進行熔煉，先將Cu、Si、Ni、Sb加入到熔煉坩堝里，并用木炭覆蓋物料，開啟中頻加熱爐，控制溫度為900℃，待爐料完全熔化后加入CuP、CuB、CuTi、CuZr；
(3)精煉：待步驟(2)中物料完全融化后，用石墨棒攪拌溶液5分鐘，控制中頻功率使熔液溫度為900℃，隨后靜止5分鐘，撈除表面浮渣，最后加入Sn，攪拌熔液5分鐘使之均勻化；
(4)噴粉：使用氣霧化制粉法對步驟(3)中制得的的合金熔液進行氣霧化制粉，先將預加熱至600℃的漏包置于霧化塔頂上的霧化器上，再將金屬熔液澆入漏包，同時開啟氣閥，開始霧化噴粉，空氣壓力1MPa，流量5m3/min，金屬熔液溫度900℃，霧化速率6Kg/min；
(5)篩分：使用150目篩分機對步驟(4)中的粉末進行篩分，得到釬料粉末。
實施例2
一種中溫無銀銅基釬料，包括以下按重量百分比計的成分：
P 7.5％
Sn 15.0％
Si 2.0％
Sb 1.0％
B 0.8％
Ti 1.0％
Zr 0.8％
Ni 2.0％
余量為Cu。
制備方法：與實施例1相同。
實施例3
一種中溫無銀銅基釬料，包括以下按重量百分比計的成分：
P 5.0％
Sn 2.0％
Si 0.8％
Sb 0.2％
B 0.3％
Ti 0.2％
Zr 0.2％
Ni 0.5％
余量為Cu。
制備方法：與實施例1相同。
實施例4、5和6是利用實施例3的銅基釬料制備焊接銅膏。
實施例4
一種中溫無銀銅基焊膏，包括以下按重量比計的原料：
銅基釬料 80％
銅釬劑 5％
粘結劑 15％。
上述中溫無銀銅基焊膏的制備方法，包括以下步驟：
按總重量100份計，將80份銅基釬料、5份銅釬劑、15份粘結劑分別投入攪拌器中，在油浴50℃加熱下，攪拌成均勻膏體，攪拌速度為60r/min。
實施例5
一種中溫無銀銅基焊膏，包括以下按重量比計的原料：
銅基釬料 85％
銅釬劑 7％
粘結劑 8％。
上述中溫無銀銅基焊膏的制備方法，包括以下步驟：
按總重量100份計，將85份銅基釬料、7份銅釬劑、8份粘結劑分別投入攪拌器中，在油浴70℃加熱下，攪拌成均勻膏體，攪拌速度為70r/min。
實施例6
一種中溫無銀銅基焊膏，包括以下按重量比計的原料：
銅基釬料 90％
銅釬劑 2％
粘結劑 8％。
上述中溫無銀銅基焊膏的制備方法，包括以下步驟：
按總重量100份計，將90份銅基釬料、2份銅釬劑、8份粘結劑分別投入攪拌器中，在油浴80℃加熱下，攪拌成均勻膏體，攪拌速度為80r/min。