银基钎料在制造业中的研究进展

王星星¹，彭进¹，崔大田¹，薛鹏²，李红³，胡安明³，孙国元¹

1. 华北水利水电大学机械学院2. 南京理工大学材料科学与工程学院3. 北京工业大学材料科学与工程学院

摘 要：钎料的性能很大程度上决定了钎焊接头的质量和钎料的应用范畴。银基钎料作为一类非常重要的硬钎焊材料,其填缝能力优异,强度与黄铜、低碳钢接近,可钎焊除铝、镁合金等轻金属之外的所有金属材料。因此,银基钎料广泛应用于航空航天、超硬工具等制造领域,并且受到国内外钎焊界学者们的高度关注。然而,银基钎料的发展及应用过程中仍存在以下问题:第一,钎料中贵金属银含量偏高(一般高于45%),导致钎料使用成本高;第二,银基钎料挤压、轧制、拉拔等加工过程中不可避免地存在夹杂物,影响钎料的使用性能和连接质量;第三,有益金属或合金调控钎料及其连接性能的机制较为复杂,尚未完全研究清楚;第四,传统制备银基钎料的方法产能低下;第五,银基钎料在制造业领域的应用研究尚未见系统报道。国内外对于银基钎料钎焊性能及工程应用方面的研究主要集中于:(1)开发多种节银降银钎料,主要是有益元素调控银基钎料连接性能方面的研究;(2)改进钎料的传统加工方法,提出新的制造方法,如粉末电磁压制成形、钎焊过程中原位合成、快速凝固、镀覆扩散组合等;(3)研究杂质元素(C、Ca、S、Al、Fe、Bi、Pb、O、N等)的影响;(4)银基钎料形态创新研究,如三明治复合钎料(中间为铜合金、两边为银钎料)、箔带钎料、镀锡银钎料等;(5)工程应用研究,银基钎料在航空航天、汽车制造、电力能源等工业领域起着不可替代的作用,但目前国内外仍缺乏系统阐述该方面研究的报道。因此,本文对近20年国内外有关银基钎料的研究报道进行了评述,重点讨论了合金元素对银基钎料性能的影响。首先对银基钎料研究现状进行详述,总结了Cu、Zn、Sn、Ga、In、Ni、Mn、Cd、Li、Ce、La、P、Si、Pr在银基钎料中的优缺点,归纳了杂质元素C、S、O、N、Ca、Al、Fe、Pb、Bi的恶化作用。其次对银基钎料在航空航天、汽车制造、电力能源、超硬工具、家用电器、眼镜行业等制造业中的应用研究进行详细介绍。最后提出银基钎料研究和应用中的不足,为银基钎料的深入系统研究及相关技术发展提供理论指导。

关键词：银基钎料;合金元素;制造业;杂质元素;工业应用;