进入21世纪，环境保护己成为国家可持续发展策略的一部分。随着公众环保意识的不断加强，人们已经意识到传统的含钎Sn基钎料对环境和人体健康的严重危害，因此，取代传统Sn-Pb钎料的新型无铅钎料的研制成为近来研究的热点。本文便是在这样的背景下，研制出在一定程度上能满足实用要求的无铅钎料。 文章对无铅钎料的研制是在本课题组前期均匀设计实验结果的基础之上，从实用化的角度出发，兼顾了成本和钎焊性能。整个实验包括了总结前期实验结果、正交成分设计、合金熔炼、铅料合金的性能测定以及合金成分再优化等一系列实验步骤，逐渐掌握了一套研制无铅钎料的工艺流程，同时也为研究无铅钎料的学者专家提供了理论和实验依据。 本文在无铅钎料的研制中，运用合金化和数学设计方法（正交设计），根据课题组前期大量的实验结果与分析，对新型无铅钎料Sn-Ag-Cu-Mg合金进行成分设计，并在实验中加以验证、逐步优化合金成分。在无铅钎料的制备中，作者通过添加自配的覆盖剂（NaCl-KCl共混物），避免了各合金元素的挥发及金属液与空气接触导致的氧化，摸索并实践了一套覆盖剂熔炼法制备无铅钎料试样的工艺。同时，对无铅钎料的熔点、润湿性能及显微组织等方面进行了较为深入的研究，并确定了最优成分。 研究发现，在Sn-Ag-Cu三元合金中添加元素Mg，Sn-Ag-Cu-Mg钎料的熔点有不同程度的降低，其中熔点较低的钎料熔化区间都较宽。同时发现，Mg元素对钎料合金的熔点影响程度最大，Ag元素对钎料合金的熔点有一定影响，但是影响程度不大，Cu元素对钎料合金的熔点影响程度最小。在对钎料润湿性能的研究中，作者采用铺展面积法来评定钎料的润湿性能。润湿性研究表明，Mg对实验钎料的润湿性影响很大，并且与含量有关。在普通大气中，Mg的加入使Sn-Ag-Cu钎料的润湿性下降，同一条件下，Mg量越多，钎料润湿性越差。同时，钎焊温度和钎焊时间对钎料的润湿性有正面影响，而温度的影响大于时间。Mg的加入使Sn-Ag-Cu钎料的微观组织发生了较大的变化。随着Mg含量的增加，类似Sn-4.0Ag-0.5Cu共晶合金中树枝状的β-Sn初晶逐渐消失，层片状的共晶组织逐渐变为短棒状，而且共晶组织的取向性也不再明显，逐渐变得杂乱。在含Mg量较多的钎料合金中出现了富Sn、Ag、Mg的白色块状组织。 最后，通过对进一步优化后的Sn-Ag-Cu-Mg钎料合金添加微量稀土元素Al和La来改善其性能。结果表明，添加少量Al元素对Sn-Ag-Cu-Mg钎料熔化温度影响较小，钎料润湿性有所下降，超过0.4wt％Al时，钎料润湿性明显下降。添加Al元素后，钎料合金组织发生细化。添加少量稀土元素（La）对Sn-Ag-Cu-Mg钎料熔化温度影响较小，钎料润湿性能在0.25wt％La时有些许提高，随La含量增加，润湿性有所下降，超过0.25wt％La时，钎料润湿性明显下降。添加稀土后，钎料合金组织发生细化。另外，N2气氛保护对钎料的润湿性有一定程度的提高。 通过对实验数据的分析总结，作者提出了具有良好综合性能的多元合金钎料，其合金成分为Sn-3.5Ag-0.80u-0.4Mg和Sn-3.5Ag-0.80u-0.4Mg-0.25Re。