銅及其銅合金的釬焊工藝
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釬焊以前,在銅表面生成的氧化膜能夠容易地被磨掉,在需要大面積釬焊的地方,推薦使用5%~15%(體積分數)的硫酸溶液清洗,工作效率會大大提高。
材料特性影響 銅的高導熱性(398 W/m·K)導致熱量快速散失,需采用高頻感應等集中熱源補償。黃銅(含鋅30%~40%)在釬焊時易發生鋅蒸發,需控制加熱速度或使用含銀釬料抑制揮發。
氧化膜處理 銅表面Cu₂O膜熔點達1235℃,需采用活性釬劑(如FB3系列)或還原性氣氛(H₂/Ar混合氣)破除氧化層。
(1)設備選型與參數優化
設備類型
適用場景
關鍵參數
連續式釬焊爐
大批量管件/板件
溫度均勻性±5℃,釬料熔點±10℃
真空釬焊爐
高純度無氧銅
真空度≤10⁻³Pa,冷卻速率可控
感應釬焊機
局部加熱精密部件
頻率50~200kHz,功率密度調節
(2)典型工藝路線
預處理階段
機械清洗:銅件經120#砂紙打磨去除氧化皮
化學清洗:H₂SO₄(10%)+緩蝕劑浸泡,后酒精脫水
釬焊實施
釬料選擇:無氧銅用BCuP(銅磷系),黃銅用BAg-30(銀銅鋅系)
溫度曲線:預熱200℃(避免熱沖擊)→釬焊溫度(釬料熔點+50℃)→緩冷至300℃以下
后處理
殘余釬劑清除:超聲波清洗(40℃檸檬酸溶液)
應力消除:250℃退火1小時(針對鈹銅等彈性合金)
缺陷預防
氣孔:采用真空除氣釬料(如BCuP-5)
未熔合:確保裝配間隙0.05~0.15mm(毛細作用最佳范圍)
檢測標準
滲透檢測(ASTM E165)
剪切強度測試(GB/T 2651)
納米釬料應用 Cu-Ag納米粉體釬料可降低熔點50℃,實現低溫釬焊(如電子器件封裝)。
智能控制系統 基于PID算法的溫度閉環控制,實現釬焊過程±2℃精度調節。
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