CN100431743C - 低熔点合金粉末球化及微晶纳米化工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低熔点无铅焊料合金粉末球化及微晶纳米化工艺方法，属金属材料加工处理技术领域。本发明方法将由高压气体雾化制得的不规则形状的低熔点合金粉末，通过采用有机球化剂葵二丁酸二丁酯和有机分散剂聚乙二醇辛基苯基醚按1∶1重量比配制而成的有机溶剂混合液，将合金粉末与有机溶剂均匀混合分散，并加热熔融，然后迅速液淬冷却，最终获得球化粉末及微量纳米化的合金微粒。本发明采用无毒、无色、无味的有机溶剂作为球化剂和分散剂，对人体无害。球化后的无铅焊料合金粉末可提高其材料性能和表面质量，并且可使其凝固组织微量晶纳米化。
Description
技术领域
本发明涉及一种低熔点无铅焊料合金粉末球化微晶纳米化工艺方法，属金属材料加工处理技术领域。
背景技术
无铅焊料低熔点合金材料作为一种绿色电子材料通常采用雾化方法制备而得。由于电子产品的质量要求较高，因此对无铅焊料的球形度、粒度及其分布和凝固组织都有较高的要求。无铅焊料是21世纪人类绿色电子材料生产技术发展的必然趋势，作为电子产品的无铅焊料其球形度愈高、粒度愈均一、凝固组织愈细化，则其性能愈佳。同时其粒度范围通常要控制在5～74μm之间。
关于溶剂色裹、熔融合金粉末从细化使粉末球化的技术，据检索有关文献资料，均未找到完全相关内容的文献。
发明内容
本发明的目的是提供一种无铅焊料低熔点合金粉末球化及微晶纳米化的工艺方法。本发明的又一目的是采用复合有机溶剂包裹合金粉末、重熔微粉使其达到球化和微晶化。
本发明一种低熔点合金粉末球化及微晶纳米化工艺方法，其特征在于其具有以下的工艺过程和步骤：
a.将由高压气体雾化制得的不规则形状的低熔点合金粉末放置于有机溶剂混合液中，该有机溶剂混合液是由球化剂葵二丁酸二丁酯和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚按1∶1重量比配制而成，随后用超声波振荡器将合金粉末分散均匀；
b.然后将放置有合金粉末的溶液混和物放于电阻炉中加热，使溶液混和物的温度达到260℃～350℃范围内；
c.将上述溶液混和物在上述温度下保持恒温加热3分钟，确保粉末完全熔化；然后使其自动降温至150℃，随后迅速液淬于室温的水溶液中，稍待片刻，经过滤、洗涤、烘干后即可获得球化及微晶纳米化的合金粉末。
本发明方法的作用机理是：在复合有机溶剂包裹下的合金粉末，经加热熔融后，利用熔融微粉表面张力与静水压力的共同作用，促使熔融粉末向体积最小的球体转化，同时实现粉末微晶的纳米化。本发明中采用了球化剂葵二丁酸二丁酯和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚的混合有机溶剂也起到了一定作用。
本发明方法可适用于具有任意形状的低熔点无铅焊料合金粉末的球化，如Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-In、Sn-Co基合金等。同时，本发明也适应于熔点不高于350℃的纯金属或合金的不规则形状粉末的球化。
本发明方法工艺简单、成本低廉，是具有较好效果的粉末球化及微晶纳米化的加工处理技术。
附图说明
图1为本发明中实验所得原始雾化粉末，与处理后球化粉末的形貌比较图。其中，(a)为Sn-57％Bi合金原始雾化粉末的形貌；(b)为经本发明方法处理后的球化粉末的形貌。
图2为本发明中实验所得原始雾化粉末与处理后球化粉末的凝固组织比较图。其中，(a)为Sn-57％Bi合金原始雾化粉末的凝固组织；(b)为经本发明方法处理后的球化粉末的凝固组织。
具体实施方式
现将本发明的实施例叙述于后。
实施例1
(1)首先将2g成分为Sn-57wt％Bi一种无铅焊料合金由高压气体雾化剂制得的不规则形状的低熔点合金粉末放置于20ml的有机溶剂混合液中；该有机溶剂混合液是由球化剂葵二丁酸二丁酯和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚按1∶1重量比配制而成，随后用超声波振荡器将其分散均匀；
(2)然后将放置有Sn-57wt％Bi合金粉末的有机溶液混合物放置于电阻炉中加热，使溶液混合物的温度达到260℃；
(3)将上述溶液在上述温度下保持恒温加热3分钟，确保粉末完全熔化，然后使其自动降温至150℃，随后迅速液淬于室温的水溶液中，稍待片刻，经过滤、洗涤、烘干后即可获得球化及微晶纳米化的合金微粒。
将实施例中实验所得的合金粉末，通过扫描电子显微镜(SEM)观察并摄得的照片如附图中图1和图2所示。
图1为实验所得原始雾化粉本与处理后球化粉末的形貌比较图。其中，(a)为Sn-57％Bi合金原始雾化粉末的形貌；(b)为经本发明方法处理后的球化粉末的形貌。
从图1中可见，经本发明方法处理后的球化粉末，其球形度、圆整度及其表面净化程度均大为提高，形貌整剂均匀。
图2为实验所得原始雾化粉末与处理后球化粉末的凝固组织比较图。其中，(a)为Sn-57％Bi合金原始雾化粉末的凝固组织；(b)为经本发明方法处理后的球化粉末的凝固组织。
从图2中可见，原始雾化粉末很难形成纳米晶粒，而经处理后的球化粉末中可形成较大的纳米晶粒。
Claims (1)
1.一种低熔点合金粉末球化及微晶纳米化工艺方法，其特征在于其具有以下的工艺过程和步骤：
a.将由高压气体雾化制得的不规则形状的低熔点合金粉末放置于有机溶剂混合液中，该有机溶剂混合液是由球化剂葵二丁酸二丁酯和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚按1∶1重量比配制而成，随后用超声波振荡器将合金粉末分散均匀；
b.然后将放置有合金粉末的溶液混和物放于电阻炉中加热，使溶液混和物的温度达到260℃～350℃范围内；
c.将上述溶液混和物在上述温度下保持恒温加热3分钟，确保粉末完全熔化；然后使其自动降温至150℃，随后迅速液淬于室温的水溶液中，稍待片刻，经过滤、洗涤、烘干后即可获得球化及微晶纳米化的合金粉末。
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