锡铅钎料，提高焊接效率的介绍

图3-5所示为Sn-Pb二元合金相图，从图3-5可知，Sn-Pb二元合金构成有限固溶的共晶相图。共晶成分为w（Sn）=61.9%、w（Pb）=38.1%，共晶温度为183°C，共晶体由体心立方的β-相和面心立方的α-Pb相组成。

图3-5 Sn-Pb二元合金相图 Fig.3-5 Phase diagram of Sn-Pb alloys

图3-6所示为Sn-Pb钎料的物理性能和力学性能。从图3-6可知，Sn-Pb钎料的电导率随含铅量的增加而降低，因此含铅量高的钎料的电阻率比含锡量高的钎料电阻率小。Sn-Pb钎料的力学性能在高锡（w（Sn）=73%）时最佳。

图3-6 Sn-Pb钎料的物理性能和力学性能 a）物理性能 b）力学性能 Fig.3-6 Physical and mechanical properties of Sn-Pb solders

图3-7所示为Sn-Pb钎料在Cu表面上的铺展性及流动性。由图3-7可以看出，随着温度的升高，合金的铺展面积增大，特别是共晶成分的钎料，铺展面积最大，加上该种钎料的表面张力小、流动性好、力学性能优异等特点，因此是电子工业中应用最广泛的一种钎料。

图3-7 Sn-Pb钎料在Cu表面上的铺展性及流动性 Fig.3-7 Spreading and flowing characteristics of Sn-Pb solders on copper

锡铅钎料的化学成分和物理性能分别见表3-8和表3-9。

锡铅钎料的一些力学性能分别见表3-10～表3-14。

表3-8 A锡铅钎料的化学成分^① Table 3-8 Chemical compositions of A tin-lead solders

（续）

（续）

注：除Sb、Bi、Cu以外的杂质总和≤0.06（质量分数）。

① 锡铅钎料分AA级、A级和B级，AA级和B级的化学成分参照GB/T 3131—2001。

表3-9 锡铅钎料的物理性能Table 3-9 Physical properties of tin-lead solders

（续）

在表3-8所列钎料中，用得较多的是S-

Sn63Pb、S-Sn60Pb、S-Sn50Pb、S-Sn50PbSb、S-

Sn40Pb、S-Sn40PbSb、S-Sn30PbSb、S-Sn18PbSb、

S-Sn10Pb、S-Sn5Pb、S-Sn5PbAg、S-Sn63PbAg、S-KSn60PbSb等。(www.xing528.com)

S-Sn5Pb的固相线较高，熔化间隔小，润湿性和铺展性比含Sn高的钎料差，用于工作温度较高的场合，如汽车散热器等以及工件表面预涂敷Sn的部件。

S-Sn10Pb和S-Sn18PbSb钎料的固、液相线均有所下降，但熔化间隔增大。为了防止热撕裂，必须在钎料凝固前防止接头的位移。用于工作温度较高的场合。

S-Sn30PbSb、S-Sn40PbSb、S-Sn40Pb、S-Sn50Pb、S-Sn50PbSb钎料的固相线均为183℃，但液相线较低，熔化间隔相对缩小，钎焊比较容易；且由于含锡量的提高，钎料的润湿性和铺展性进一步提高，成为工艺性、强度和经济性等都属于最佳的钎料。其中S-Sn40Pb和S-Sn40PbSb成为最通用的锡铅钎料。广泛用于铜和铜合金的钎焊，如散热器、管道、电气接头、家用制品和发动机部件等。

S-Sn60Pb和S-Sn63Pb是锡铅钎料中熔化温度最低的一类，它具有优越的工艺性能，特别适用于对温度很苛刻的场合，最常用于电子器件的手工软钎焊、波峰焊、热熔焊和浸渍焊等，以及对温度很敏感的材料，如经淬火和时效处理的铜合金等。

S-Sn63PbAg钎料中w（Ag）≈2%。加银的目的：一是减轻母材镀银层的熔蚀；二是可以提高钎料的抗蠕变和疲劳性能，更好地防止钎焊接头失效，以用于重要场合。

S-Sn90Pb和S-Sn95Pb钎料主要用于食品工业和餐具的钎焊，以免食品被铅污染。

表3-10 锡铅钎料的力学性能 Table 3-10 Mechanical properties of tin-lead solders

表3-11 锡铅钎料在150℃时的抗拉强度Table 3-11 Tensile strength of tin-lead solders at 150℃

表3-12 锡铅钎料的低温性能Table 3-12 Mechanical properties of tin-lead solders at cryogenic temperatures

表3-13 锡铅锑钎料的力学性能Table 3-13 Mechanical properties of tin-lead-antimony solders

表3-14 锡铅钎料的蠕变应力-寿命Table 3-14 Creep stress-life date for tin-lead solders

锡铅钎料中所含的杂质元素主要有：

1）铜。铜在锡中的溶解度很小，Cu和Sn可以形成Cu₃Sn和Cu₆Sn₅两种金属间化合物，该化合物导电率较低，因而铜的存在降低了钎料的导电性。此外，铜使钎料的熔点升高，强度增大。

2）锑。锑可以改善钎料的润湿性，使强度增加，也会使钎料的电阻率增大。锑往往是作为合金元素加入的，含锑量在0.3%～3%（质量分数，下同）时，可增加钎料强度，又可增大蠕变抗力；超过6%时，钎料变硬、变脆，润湿性下降。

3）铋。铋使钎料熔点下降，润湿性提高，但使钎料的电阻率增大，变脆。

4）铝。当铝含量在0.001%时开始出现了不良影响，铝使钎料氧化，严重影响钎料的润湿性和铺展性，以及钎料的外观和操作性能。

5）锌。锌的含量为0.001%时就会产生不良影响，当达到0.01%时会损害外观，降低润湿性和铺展性，提高电阻率。

6）镉。镉降低钎料熔点，使钎料晶粒粗化并失去光泽。含镉量超过0.001%时会使钎料发生氧化，降低钎料的铺展性能。

7）砷。As与Sn形成Sn₃As₂和SnAs两种金属间化合物，影响钎料的性能，钎料中砷的含量应严格控制。

8）铁。Fe与Sn形成FeSn和FeSn₂两种金属间化合物，使钎料变脆，并提高钎料熔点。

9）硫。硫对钎料的润湿性产生极坏的影响，应严格控制。