本发明涉及电触头，尤其涉及一种尺寸≥10*10mm触头材料的硬钎焊用凝胶型钎焊料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、硬钎焊是指钎焊温度大于400℃的钎焊过程，钎焊料在触头材料钎焊过程中起着连接、导电、导热、填充封闭、防氧化和降低熔点等关键作用，确保了焊接接头的稳定性、可靠性和良好的电气性能，是保证钎焊结果“天衣无缝”的重要辅料。
2、在钎焊触头材料过程中，片状钎料是行业内应用较为广泛的。但由于制备复杂，不易定位，需要额外添加助焊剂辅助定位及清除熔融钎料和母材表面氧化物而增加工作量。另外，片状钎料一般较厚(一般0.1-0.3mm)，易导致材料过多，贵金属材料的浪费，且焊料容易外溢，甚至流到母材表面，影响产品美观、后续装配，严重者会增加产品在使用过程中熔焊风险。若开发更薄的片状钎料，以减少材料浪费和外溢风险，其工艺较难，研发成本过高。
3、焊膏是粘结剂等和钎焊料粉末混合而成的均匀膏状物，由于可通过气动压挤的方法将其定量的敷在待焊工件需焊部位，近期也引发行业人员高度关注。但为确保焊膏稳定出料，粘结剂往往由高分子粘结材料和溶剂混合而成，焊接过程中有大量烟尘、气味产生。此外，一般也会在粘结剂中加入触变剂，而触变剂往往不利于焊接钎着率的提高，且易引入焊后残渣。另外，由于出胶位置和出胶量有限，远离点胶位置的母材因无焊料而无法完成焊接，面积大的待焊组件钎着率往往不高。另外，焊膏制作过程往往需要几十遍的轧制技术，操作危险且繁琐。
4、因此还需要进一步研发，以解决上述现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种硬钎焊用凝胶型钎焊料，并通过改良钎焊料原料组分并制成凝胶状，使得制备的钎焊料可以根据待焊组件的形状大小来裁剪成适当的尺寸，更灵活、定制性更强，适应各种复杂的焊接需求，降低如片状焊料等在制备过程中即确定好形状，难以调整的缺陷；此外，本发明的凝胶状钎焊料无需进行轧制，简化制备过程，更重要的是节省制作成本及避免轧制过程中的安全隐患；进一步地，由于凝胶状钎焊料可以精确裁剪成与焊接部位相匹配的形状和大小，减少了贵金属材料的浪费，同时使得焊接的控制更为精细，可以更准确地将焊料定位在需要焊接的区域，大大提高焊接的精度。
2、本发明的目的之二在于提供一种如上述硬钎焊用凝胶型钎焊料的制备方法，优化加料顺序，在加入保湿剂及促凝胶剂之前先将两者预混合，提前形成交联结构或凝胶网络，为后续的静置和硬化提供了一个稳定的基础，可以提高钎焊料凝胶层的初粘力，改善流动性，使其更牢固地附着在工件表面；同时可以使促凝胶剂可以均匀地分布在合金钎料和其他成分中，确保凝胶层的整体均匀性，平衡润湿性能、钎着率、生产成本等众多因素，整体形成稳定的凝胶结构，并在焊接过程中提供更好的润湿性和润湿性能。
3、本发明的目的之三在于提供一种如上述硬钎焊用凝胶型钎焊料的应用。
4、本发明的目的之一采用以下方案实现：
5、一种硬钎焊用凝胶型钎焊料，包括钎焊料凝胶层；所述钎焊料凝胶层包括如下质量百分比计的组分：合金钎料80-95％、促凝胶剂0.01-10％、保湿剂0.05-10％、超纯水5-20％；上述组分的重量百分比之和为100％；所述促凝胶剂与所述合金钎料质量比为(0.01-0.15):90。
6、作为上述方案的进一步说明，所述钎焊料凝胶层包括如下质量百分比计的组分：合金钎料80-86％、促凝胶剂0.01-1％、保湿剂0.05-5％、超纯水10-20％；所述促凝胶剂与所述合金钎料质量比为(0.01-0.15):90；上述组分的质量百分比之和为100％。
7、作为上述方案的进一步说明，所述促凝胶剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、田菁胶、黄胶、卡波姆、水玻璃中的一种或多种。
8、作为上述方案的进一步说明，所述合金钎料的目数为负100目；所述合金钎料为ag18cup、ag15cup、ag6cup、ag5cup、ag2cup、cupsnni、cupsn中的一种；所述ag18cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag17.2-18.0％，p6.0-6.7％，余量为cu；所述ag15cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag14.5-15.5％，p4.8-5.2％，余量为cu；所述ag6cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag5.8-6.2％，p7.0-7.5％，余量为cu；所述ag5cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag4.8-5.2％，p6.5-7.0％，余量为cu；所述ag2cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag1.8-2.2％，p6.8-7.2％，余量为cu；所述cupsnni中按原料重量百分比计包括如下组分：p6.0-7.0％，sn6.0-7.0％，ni4.0-6.0％，余量为cu；所述cupsn中按原料重量百分比计包括如下组分：p6.0-7.2％，sn6.0-7.0％，余量为cu。
9、作为上述方案的进一步说明，所述保湿剂为乙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、正丁醇等溶剂型醇类中的一种或多种。
10、本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
11、一种如上述的硬钎焊用凝胶型钎焊料的制备方法，包括如下步骤：
12、s1：将配方量的合金钎料过筛，去除正100目的粉末，备用；
13、s2：将s1中的合金钎料加入搅拌设备中，并加入1/2配方量的超纯水混合均匀；
14、s3：将配方量的保湿剂与剩余的超纯水进行预混合，接着将其加入到s2的混合物中继续搅拌；
15、s4：往s3的混合物中加入促凝胶剂并确保搅拌均匀，静置制得所述钎焊料凝胶层。
16、作为上述方案的进一步说明，在s2中，设定搅拌速度为80-100rpm/min；搅拌时长为4-5min；在s3中，设定搅拌速度为200-250rpm/min；搅拌时长为10-15min。
17、作为上述方案的进一步说明，在s4中，加入促凝胶剂后，设定搅拌速度为350-400rpm/min；搅拌时长为20-25min；搅拌均匀后静置0-1.5h。
18、本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
19、一种由上述制备方法制备的硬钎焊用凝胶型钎焊料在钎焊料贴膏制作中的应用，所述钎焊料还包括离型层、保护层；所述钎焊料凝胶层设置在离型层与保护层之间；所述钎焊料贴膏制作包括如下步骤：
20、1)离型层的准备
21、清洁所述离型层，备用；
22、2)钎焊料凝胶层的涂覆
23、通过刮刀、涂布机或丝网印刷方式将制备的所述钎焊料凝胶层通过带孔模具，涂布在所述离型层上；
24、3)保护层的覆盖
25、往2)中的钎焊料凝胶层上表面覆盖一层离型层或pe膜作为保护层，制得所述钎焊料贴膏；
26、4)贴膏的裁切
27、根据待焊组件大小将所述钎焊料贴膏裁剪成适当尺寸用于焊接。
28、作为上述方案的进一步说明，步骤2)中，经过所述带孔模具涂覆在所述离型层的钎焊料凝胶层为带孔或侧开口的连续性凝胶体。
29、相比现有技术，本发明的有益效果在于：
30、1、本发明通过将钎焊料制成凝胶状，并通过改良钎焊料原料组分，使得制备的钎焊料可以根据待焊组件的形状大小来裁剪成适当的尺寸，更灵活、定制性更强，适应各种复杂的焊接需求，降低如片状焊料等在制备过程中即确定好形状，难以调整的缺陷；此外，本发明的凝胶状钎焊料无需进行轧制，简化制备过程，更重要的是节省制作成本及避免轧制过程中的安全隐患；进一步地，由于凝胶状钎焊料可以精确裁剪成与焊接部位相匹配的形状和大小，减少了贵金属材料的浪费，同时使得焊接的控制更为精细，可以更准确地将焊料定位在需要焊接的区域，大大提高焊接的精度；另一方面，其粘度和凝胶性质有助于防止焊料的外溢和流动，特别是在垂直或横向的焊接表面，有助于提高产品的美观性，并减少焊料流动到不需要的区域的风险；
31、2.本发明对制备凝胶状钎焊料的组分进行优化，合金钎料以ag15cup、ag18cup、cupsnni等具有自钎性的合金钎料为主，无需额外添加助焊剂等改善焊料的流动性、润湿性等性能的助剂；少量的p元素在合金中能够显著降低熔点，提高钎料的润湿性，有助于减小表面氧化物的形成，提高钎料对母材的附着性，使其更容易在母材表面融化并铺展，助于形成均匀且密实的连接，增强了钎料与母材的结合性；同时能在钎焊温度下与金属表面相互扩散而实现连接，焊接过程更为迅速，提高了焊接效率；
32、3.本发明的凝胶状钎焊料中采用聚丙烯酸钠等组分作为促凝胶剂促进了钎焊料的凝胶体形成，有助于提高焊接的黏附性和稳定性，增加钎焊料的黏度，使其更易于在垂直或横向表面上粘附和定位，从而提高焊接的精度和控制；此外，促凝胶剂的适量添加可以改善钎焊料的流动性，使其更易于涂覆在待焊部位，确保焊接的质量，同时使钎焊料对环境友好；
33、4.本发明的钎焊料凝胶层的加料顺序包括先加入部分超纯水初步湿润合金钎料，然后在加入保湿剂及促凝胶剂之前先将两者预混合，提前形成交联结构或凝胶网络，为后续的静置和硬化提供了一个稳定的基础，可以提高钎焊料凝胶层的初粘力，改善流动性，使其更牢固地附着在工件表面；同时可以使促凝胶剂可以均匀地分布在合金钎料和其他成分中，确保凝胶层的整体均匀性，平衡润湿性能、钎着率，整体形成稳定的凝胶结构，并在焊接过程中提供更好的润湿性和润湿性能；
34、5.本发明通过带孔模具涂覆，可以将凝胶状钎焊料定点、定量地涂覆在待焊部位，减少了钎料的浪费，可有效节约贵金属材料，降低生产成本；此外，过量的钎料容易造成钎料爬升至流到工作面，引发各种不良现象。通过带孔模具涂覆，能够精确控制钎料的涂覆量，不仅可以减少钎料的涂覆量，降低成本，还有效防止爬升的发生，及因爬升等问题导致的尺寸不良、无法组装等质量缺陷，在硬钎焊中更为关键；同时形成带孔的连续体，保证了焊接部位的均匀涂覆，有助于提高产品的外观质量。
1.一种硬钎焊用凝胶型钎焊料，其特征在于，包括钎焊料凝胶层；所述钎焊料凝胶层包括如下质量百分比计的组分：合金钎料80-95％、促凝胶剂0.01-10％、保湿剂0.05-10％、超纯水5-20％；所述促凝胶剂与所述合金钎料质量比为(0.01-0.15):90；上述组分的重量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料，其特征在于，所述钎焊料凝胶层包括如下质量百分比计的组分：合金钎料80-86％、促凝胶剂0.01-1％、保湿剂0.05-5％、超纯水10-20％；所述促凝胶剂与所述合金钎料质量比为(0.01-0.15):90；上述组分的质量百分比之和为100％。
3.如权利要求1所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料，其特征在于，所述促凝胶剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、田菁胶、黄胶、卡波姆、水玻璃中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料，其特征在于，所述合金钎料的目数为负100目；所述合金钎料为ag18cup、ag15cup、ag6cup、ag5cup、ag2cup、cupsnni、cupsn中的一种；所述ag18cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag17.2-18.0％，p6.0-6.7％，余量为cu；所述ag15cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag14.5-15.5％，p4.8-5.2％，余量为cu；所述ag6cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag5.8-6.2％，p7.0-7.5％，余量为cu；所述ag5cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag4.8-5.2％，p6.5-7.0％，余量为cu；所述ag2cup中按原料重量百分比计包括如下组分：ag1.8-2.2％，p6.8-7.2％，余量为cu；所述cupsnni中按原料重量百分比计包括如下组分：p6.0-7.0％，sn6.0-7.0％，ni4.0-6.0％，余量为cu；所述cupsn中按原料重量百分比计包括如下组分：p6.0-7.2％，sn6.0-7.0％，余量为cu。
5.如权利要求1所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料，其特征在于，所述保湿剂为乙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、正丁醇等溶剂型醇类中的一种或多种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料的制备方法，其特征在于，在s2中，设定搅拌速度为80-100rpm/min；搅拌时长为4-5min；在s3中，设定搅拌速度为200-250rpm/min；搅拌时长为10-15min。
8.如权利要求6所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料的制备方法，其特征在于，在s4中，加入促凝胶剂后，设定搅拌速度为350-400rpm/min；搅拌时长为20-25min；搅拌均匀后静置0-1.5h。
9.一种由权利要求6-8任一项所述的制备方法制备的硬钎焊用凝胶型钎焊料在钎焊料贴膏制作中的应用，其特征在于，所述钎焊料还包括离型层、保护层；所述钎焊料凝胶层设置在离型层与保护层之间；所述钎焊料贴膏制作包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的硬钎焊用凝胶型钎焊料在钎焊料贴膏制作中的应用，其特征在于，步骤2)中，经过所述带孔模具涂覆在所述离型层的钎焊料凝胶层为带孔或侧开口的连续性凝胶体。
