一種Ni-Cr合金絲表面低溫鍍錫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬表面鍍錫的方法，尤其涉及一種N1-Cr合金絲表面低溫鍍錫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鉻合金具有電阻率大、耐腐蝕性良好、高溫力學(xué)性能優(yōu)異、可塑性強(qiáng)和可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)上，鎳鉻合金被用于制造電爐、電烙鐵等電熱元件以及電位器、滑動(dòng)變阻器等電阻元件。在電位器的制造中通常需要用到N1-Cr電阻絲，它是鎳鉻合金與鐵、鋁、娃、碳、硫等雜質(zhì)合金以一起制作而成，其纏繞在涂有有機(jī)絕緣層的Cu芯表面，并需要與Al觸頭實(shí)現(xiàn)冶金連接。由于Cu芯與N1-Cr電阻絲之間有一層高分子絕緣層，其絕緣溫度在250°C左右，一旦溫度超過(guò)這個(gè)值，Cu芯將與N1-Cr電阻絲導(dǎo)通，電位器將無(wú)法正常工作。因而，Al與N1-Cr電阻絲的冶金連接過(guò)程受此絕緣溫度限制，即加工溫度不得超過(guò)250°C。
[0003]在較低加工溫度條件下，釬焊被普遍應(yīng)用于異質(zhì)金屬材料的冶金連接，也適用于Al與N1-Cr合金絲的冶金連接。其原因在于釬焊是利用液態(tài)釬料在母材表面的潤(rùn)濕、鋪展以及與母材相互溶解和擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種母材的連接，并不要求母材熔化。因而，釬焊加熱溫度較低，能實(shí)現(xiàn)異種金屬或合金之間的冶金連接。在接頭的性能方面，釬焊相比于其他焊接方法對(duì)母材的組織和性能影響較小，釬焊接頭平整光滑，外形美觀，焊件變形較小。
[0004]釬焊前為實(shí)現(xiàn)釬料在母材表面的潤(rùn)濕鋪展需要先去除母材表面的氧化膜。N1-Cr合金絲表面有一層氧化膜，其主要成分是Cr2O3,它即不溶于水、醇、酸和堿，又對(duì)光、大氣、高溫及腐蝕性氣體均極穩(wěn)定，加之結(jié)晶體堅(jiān)硬，一般釬焊方法所采用的單一釬劑化學(xué)溶蝕的去膜方法都難以奏效。因此也造成現(xiàn)有技術(shù)的釬焊方法都不能使錫與N1-Cr合金絲形成良好的冶金結(jié)合，可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種N1-Cr合金絲表面低溫鍍錫的方法，采用表面化學(xué)溶蝕與超聲空化處理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了 Sn基焊料與N1-Cr合金絲之間在低溫下形成很好的冶金結(jié)合，提高了焊接的可靠性。
[0006]對(duì)此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種N1-Cr合金絲表面低溫鍍錫的方法，包括以下步驟:
步驟A:在熔錫裝置中熔化錫基釬料，調(diào)節(jié)熔錫裝置內(nèi)的溫度至錫基釬料熔融，并使得釬焊溫度為120°C?250°C;
步驟B:對(duì)N1-Cr合金絲的焊接面進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理；
步驟C:將N1-Cr合金絲和所述超聲波焊接設(shè)備的超聲焊頭均浸入熔化的錫基釬料中，使N1-Cr合金絲與超聲波焊接設(shè)備的超聲焊桿成80?100度的夾角，并與超聲焊桿的底部相接觸；
步驟D:開(kāi)啟超聲波焊接設(shè)備的超聲發(fā)生器，超聲振動(dòng)2-60秒后取出N1-Cr合金絲，完成鍍錫工藝。
[0007]此技術(shù)方案采用超聲波輔助釬焊與化學(xué)溶蝕相結(jié)合的形式，先通過(guò)對(duì)N1-Cr合金絲的焊接面進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，然后通過(guò)超聲波的超聲空化效應(yīng)，兩者產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)Sn基焊料均勾包覆N1-Cr合金絲，并實(shí)現(xiàn)Sn基焊料與N1-Cr合金絲之間良好的冶金結(jié)合。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述N1-Cr合金絲與超聲波焊接設(shè)備的超聲焊桿成85?95度的夾角。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟D中，所述超聲振動(dòng)的頻率為15kHz?40kHz，振幅為5μηι?30μηι，超聲振動(dòng)時(shí)間為4?50s。
[00?0]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超聲振動(dòng)的頻率為20kHz?30kHz，振幅為ΙΟμπι?20μπι，超聲振動(dòng)時(shí)間為5?30s。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述超聲振動(dòng)的頻率為20kHz?25kHz。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟B中，采用KBr03_鹽酸混合溶液對(duì)N1-Cr合金絲的焊接面進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述KBrO3-鹽酸混合溶液的濃度為:所述KBrO3-鹽酸混合溶液中，KBrO3所占的質(zhì)量百分比不小于0.1%。優(yōu)選的，所述KBrO3所占的質(zhì)量百分比為0.1
?5% ο
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錫基釬料為純Sn、Sn-Pb、Sn-B1、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu或Sn-1n中至少一種Sn基低溫焊料合金。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述釬焊溫度為150°C?230°C。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
第一，采用表面化學(xué)溶蝕與超聲空化處理相結(jié)合，先通過(guò)表面化學(xué)溶蝕對(duì)N1-Cr合金絲表面頑固的Cr2O3保護(hù)層進(jìn)行處理，然后結(jié)合超聲波的超聲空化效應(yīng)，兩者產(chǎn)生協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了 Sn基焊料與N1-Cr合金絲之間在低溫下形成很好的冶金結(jié)合，促進(jìn)Sn基焊料均勾包覆N1-Cr合金絲，并實(shí)現(xiàn)Sn基焊料與N1-Cr合金絲之間良好的冶金結(jié)合，提高了焊接的強(qiáng)度和可靠性。
[0016]第二，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以在較低溫度條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)母材N1-Cr合金絲表面的潤(rùn)濕和鋪展，而且采用低溫焊料合金，可以使得Sn基焊料能在較大的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)，擁有更多的調(diào)節(jié)焊料組分改善接頭性能的空間。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2的N1-Cr合金絲表面低溫鍍錫的工藝示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1采用Sn-1OPb焊料完成焊接后鍍層截面的顯微形貌圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2采用Sn_9Bi焊料完成焊接后鍍層截面的顯微形貌圖。
[0020]圖4是本發(fā)明對(duì)比實(shí)施例1采用酸性硫酸鹽溶液電鍍完成的鍍層截面的顯微形貌圖。
[0021 ]圖1中，I為釬料，2為N1-Cr合金絲，3為超聲焊桿，4為熔錫爐，5為夾具。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例1 一種N1-Cr合金絲表面低溫鍍錫的工藝方法，采用Sn-1OPb作為焊料。
[0024]如圖1所示，在熔錫爐4中熔化Sn-1OPb釬料I，使釬料液面足夠浸沒(méi)超聲焊頭，同時(shí)便于夾持N1-Cr合金絲2伸入釬料液面以下實(shí)施焊接;Sn-1OPb釬料I的熔點(diǎn)約為183°C，接著調(diào)節(jié)熔錫爐4的溫度至230°C，同時(shí)設(shè)定超聲波發(fā)生器參數(shù)，使超聲焊頭振動(dòng)時(shí)間為8秒、振動(dòng)頻率為25KHz、振幅為20μπι;將