常用的钎焊金属和合金有哪些？选择合适填充金属的指南

钎焊的核心在于依赖一组精选的填充金属，这些金属的设计熔点低于它们所连接的部件。这些合金最常见的家族基于铝硅、铜、银、镍以及金和钯等贵金属，每种都因其特定的性能和应用而被选择。

钎焊合金的选择是一个关键的工程决策，而不仅仅是简单的材料选择。它由所连接的母材、最终接头所需的服役温度和强度以及所使用的特定钎焊工艺决定。

钎焊合金的主要家族

钎焊填充金属根据其主要元素组成进行分类。每个家族都提供了熔点、强度和与不同母材兼容性的独特组合。

铝硅合金

这些是钎焊铝部件的标准。该家族中的大多数合金含有7%到12%的硅，这显著降低了熔点。

含11.7%硅的铝硅体系是一种共晶合金，这意味着它具有单一、尖锐的熔点，为577°C。这使其非常适合钎焊许多熔点较高的铝合金。这些填充金属提供优异的强度、耐腐蚀性，并与母材具有良好的颜色匹配。

铜和铜基合金

这一大类包括纯铜、铜银、铜锌（黄铜）、铜锡（青铜）和铜磷合金。

由于其多功能性和成本效益，它们广泛用于连接钢、铜和铜合金。铜磷合金特别适用于铜与铜的连接，无需单独的助焊剂。

银基合金

通常被称为“银焊料”，这些合金提供了一系列熔点和优异的流动特性。

它们用途极其广泛，能够连接大多数黑色金属和有色金属，但铝和镁除外。它们的延展性使其适用于会经历振动或热循环的接头。

镍和镍基合金

当需要高强度和优异的耐热、耐腐蚀性时，镍合金是首选。

这些填充金属在航空航天和能源等要求严苛的行业中至关重要，例如用于涡轮叶片组装。它们通常以非晶态箔片形式提供，其中含有硼、硅和磷等元素以降低其熔点。

贵金属合金（金和钯）

基于金和钯的合金专用于性能和可靠性至关重要的最关键应用。

虽然昂贵，但其卓越的强度、延展性和抗氧化性使其在高性能电子元件、医疗植入物和航空航天系统中不可或缺。

驱动合金选择的关键因素

选择正确的填充金属需要仔细分析整个工程系统。三个主要因素指导决策。

与母材的兼容性

填充金属必须与母材在冶金上兼容。它需要润湿并流过其表面，以形成连续、牢固的结合，而不会侵蚀或有害地与母材合金化。

熔点和钎焊温度

钎焊的基本规则是填充金属的熔点必须显著低于母材的熔点。钎焊温度始终设置在填充金属熔点之上，但低于母材熔点。

所需的接头性能

最终应用决定了接头所需的性能。这包括机械强度、延展性（在不破裂的情况下变形的能力）、耐腐蚀性、导热和导电性，甚至美观性。

理解权衡

每种填充金属的选择都涉及平衡相互竞争的因素。理解这些权衡是做出明智技术决策的标志。

成本与性能

最重要的权衡通常是成本与性能之间。铜基合金对于许多通用应用来说经济实惠，而镍和贵金属合金则以更高的材料成本提供卓越的性能。

工艺要求

钎焊工艺本身可能会限制合金的选择。例如，在真空钎焊中，通常避免使用含有锌或镉等挥发性元素的合金，因为它们会蒸发并干扰工艺。

强度与脆性

一些用于降低合金熔点的元素，如磷或硼，可能会在最终接头中形成脆性相。这可以增加强度，但会降低延展性，使接头在冲击或振动下更容易失效。

为您的应用做出正确选择

要选择合适的合金，请从您的主要目标开始。

• 如果您的主要重点是连接铝部件：铝硅合金是行业标准，也是您最可靠的选择。
• 如果您的主要重点是钢或铜的通用连接：从评估经济高效的铜基合金或多功能银基合金开始。
• 如果您的主要重点是高温强度和耐腐蚀性：镍基合金专为这些严苛环境而设计。
• 如果您的主要重点是关键系统中的绝对可靠性：基于金或钯的贵金属合金提供最高性能，证明了其成本的合理性。

最终，选择正确的钎焊合金是创建坚固、可靠和耐用接头的基本步骤。

总结表：

合金家族	主要用途/母材	主要特点
铝硅	铝部件	优异的强度和耐腐蚀性，熔点约577°C
铜基	钢、铜合金	成本效益高，用途广泛，部分对铜具有自钎焊性
银基	大多数黑色和有色金属（铝/镁除外）	流动性好，延展性好，适用于热循环
镍基	高温和腐蚀环境	卓越的强度、耐热和耐腐蚀性
贵金属	关键应用（航空航天、医疗）	卓越的可靠性、强度和抗氧化性

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