CN102538457A - 一种生产焊料的熔锡炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产无铅焊料的熔锡炉。该熔锡炉包括炉体，炉膛，锡锅，在炉体的上方设有炉罩，抽排风接口，钟罩，锡泵和搅拌电机，其特征在于：所述锡锅采用钛铁复合材料，内层为钛合金，外层为铸铁，锅底固定有由线圈组成的加热装置，通过电磁加热方式进行加热。本发明的熔锡炉实现了钛合金作坩埚材质与电磁加热方式结合，有效避免坩埚材质受到腐蚀而溶解到无铅焊料中影响焊料的性能，以及钛合金受热易变形从而影响坩埚使用的问题。本发明的熔锡炉能耗降低了30%，生产效率提高了60%以上，生产成本降低了40%，使用寿命大大延长，生产出的无铅焊料经测试其杂质元素含量的限定的标准内，完全符合无铅焊料标准要求。

Description

一种生产焊料的熔锡炉

技术领域

本发明涉及一种生产焊料的熔锡炉，尤其涉及一种生产无铅焊料的熔锡炉。

背景技术

传统的Sn-Pb焊料由于熔点低、性能优良、价格低廉，已成为现代工业制造中一种重要的连接材料，广泛应用于电子行业，但是Pb及其化合物有毒性，会影响人类健康和造成污染环境，许多国家已经禁止Pb及其化合物在电子产品中的使用。近年来，世界范围内无铅化呼声日益高涨，许多国家纷纷立法限制Pb的使用，迫使企业遵循法规，调整产品生产规程，鉴于市场竞争压力和环境保护要求，无铅焊料的研究与开发就具有非常重要的意义，在全球的发展也十分迅速。为紧跟世界无铅化潮流，我国信息产业部于2006年7月1日起施行了《电子信息产品污染控制管理办法》，其中明确指出逐步限制包括Pb在内的6种有害物质在电子产品中的使用，因此无铅化已成为电子产品发展的必然。

材料合金化是影响无铅焊料质量和成本的最重要过程，因此用于材料合金化的专用熔锡炉无疑是无铅焊料生产最为关键的设备。为改善无铅焊料的熔点、机械性能、焊接性能以及抗氧化性能等综合性能，通常需在基材中添加多种改性成分，而这些复合添加改性成分多数具有高熔点、易挥发、易烧损、易氧化等特性，实现添加成分的准确性和均匀性，以减少熔炼过程的氧化损失以及杂质元素的引入，同时提高生产效率、降低生产成本是熔锡炉的设计前提。其设计主要环节包括加热方式的选择、坩埚材质的选择以及相关控制装置。现有技术中，熔锡炉的加热方式包括电阻式、电磁感应式，电阻式设计简单，投入少，但热效率差、能耗大；电磁感应式加热快、热效率高，但对坩埚材质要求高；坩埚材质包括石墨、球墨铸铁、不锈钢、纯钛、钛合金等，用石墨、不锈钢、球墨铸铁等作坩埚材质在锡铅焊料的制造中比较普遍，但由于无铅焊料合金基本上处于非共晶态，高温下很容易腐蚀上述材质从而严重影响焊料质量和坩埚的使用，因此人们普遍使用纯钛或钛合金作为熔锡炉的坩埚材质，从而有效避免坩埚材质污染焊料，但纯钛或钛合金价格昂贵，并且使用一段时间后极易变形而影响使用，另外纯钛或钛合金坩埚无法导磁因而不能使用电磁加热，只能采用电阻式加热，导致生产效率低，生产成本高。中国专利01275353.X报道了一种生产无铅焊料的设备，其结构包括炉体、坩埚、进料口、出料口、抽气口及密封盖，该设备采用在静态下真空熔炼，其优点是减少金属在熔炼过程中的氧化，但其加热方式还是传统的电阻加热，存在着加热效率低，耗电量大，生产效率低的缺点。中国专利200910062058.8报道了一种电磁感应熔锡炉，该熔锡炉采用电磁感应加热的原理进行加热，其优点是加热效率高，能量损耗小，但是该发明专利针对的是用来对铜排进行挂锡的熔锡炉不适合用来进行无铅焊料的熔炼。

发明内容

本发明的目的在于克服现有上述技术的不足，提供一种能有效提高加热效率，避免焊料制备过程中杂质元素的引入，锡锅使用寿命长，生产成本低，有效改善劳动环境的生产焊料的熔锡炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下述技术方案。

一种生产无铅焊料的熔锡炉，包括炉体，炉体内部具有炉膛，锡锅位于炉膛内，在所述炉体的上方设有炉罩，在所述炉罩上方设有抽排风接口，钟罩，锡泵，螺旋升降机，搅拌电机，在所述搅拌电机上连接有带搅拌浆的搅拌轴，其特征在于：所述锡锅采用钛铁复合材料，内层为钛合金，外层为铸铁，锅底固定有由线圈组成的加热装置，通过电磁感应进行加热，所述钟罩可通过左螺旋升降机自动升降，所述锡泵可通过右螺旋升降机自动升降，并用硬管与自动铸棒机相接。

本发明的技术问题还可以进一步完善，

作为优选，所述锡锅内层的钛合金厚度为13～16mm，外层的铸铁厚度为3～10mm。上述各层的厚度一是能保证锡锅具有较长的使用寿命，二是锡锅的合成工艺简单。

作为优选，所述锡锅的内腔为Φ800×400 mm。

作为优选，所述锡锅的连接部位采用弧线过渡，锅底的厚度比侧壁厚3～6mm。弧线过渡，有利于锡锅的加工和锅内热量传导均匀，熔锡速度快。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下优点：

（1）由于锡锅采用钛铁复合材料，内层为钛合金，外层为铸铁，铸铁为导磁材料，可以通过电磁加热方式进行加热，避免了传统电阻加热时间长、效率低、耗电量大等缺点。

（2）由于加热方式采用电磁加热，加热至500～550℃所用时间仅为1小时，且炉体外围包裹一定的隔热保温材料，炉体外围温度低于40℃，大大减少热量损失，能耗降低了30%生产效率提高了60%以上，生产成本降低了40%。

（3）由于锡锅采用钛铁复合材料，外层为铸铁，内层为钛合金，这样可以有效的避免坩埚材料受到腐蚀而溶解到无铅焊料中造成杂质成分的增加，影响焊料的性能。

（4）由于锡锅采用钛铁复合材料，外层为铸铁，内层为钛合金，这样有效避免了钛合金受热易变形的特性从而影响使用的问题，延长了坩埚的使用寿命。

（5）熔炼过程中采用钟罩添加中间合金，且钟罩通过左螺旋升降机自动升降，减小了操作危险性。

（6）通过锡泵抽锡，用硬管与自动铸棒机对接，即浇注和熔炼可同时进行，极大的提高了生产效率，同时也可以改善劳动环境，使操作过程安全可靠。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图。

1  炉体             2  炉膛              3  锡锅           4  线圈

5  炉罩             6  抽排风接口        7  钟罩           8  锡泵        

9  左螺旋升降机     10  右螺旋升降机     11  搅拌电机      12  搅拌轴        

13  搅拌浆。

具体实施方式

    下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例：

如图1所示的生产无铅焊料的熔锡炉，本熔锡炉包括炉体1，炉体1内部具有炉膛2，锡锅3位于炉膛2内，锡锅3采用扩散焊接法将内层厚度为13mm的Ti600合金，外层厚度为3mm的铸铁焊接在一起,锡锅的内腔的直径为Φ800mm，高为400mm，锡锅的连接部位采用弧线过渡，锅底的厚度比侧壁厚3mm，锅底固定有由线圈4组成的加热装置，加热方式为电磁加热，所述炉体1的上方设有采用通过触摸屏与PLC联合控制可自动开启或闭合的炉罩5，炉罩5上设有与抽排风系统相接的抽排风接口6，在炉罩5的顶部设置有钟罩7，钟罩7采用钛合金材质，可通过螺旋升降机自动升降；在炉罩5的顶部设置有锡泵8，锡泵8可通过螺旋升降机自动升降，并用硬管与自动铸棒机相接；在炉罩5的顶部设置有搅拌电机11，搅拌电机11可以通过螺旋升降机10自动升降，变频调节转速；在搅拌电机11的中轴线上固定有搅拌轴12，在搅拌轴12的末端设有搅拌桨13，搅拌轴12及搅拌桨13均采用Ti600合金。

本发明工作时，先将所述锡锅3上的炉罩5通过按钮自动开启，加入物料，物料加入后再将炉罩5自动关闭，然后启动所述熔锡炉的电磁加热和保温装置，使锡锅3中的物料升温熔化，通过钟罩7的自动运行向熔化的物料中添加中间合金以改善焊料的性能，接着启动炉罩5上由搅拌电机11带动的搅拌轴12及搅拌桨13转动，使锡锅3中的物料产生剧烈的搅拌，在搅拌过程中通过抽排风系统将产生的烟雾从抽排风接口6排除，待合金化反应完成后，停止转动，最后通过锡泵8将成分均匀的合金液从硬管中输入到自动铸棒机，经铸锭、挤压，即得到高性能的无铅焊料。

综上所述，以上所举为本发明的部分实施例，但并非限定本创作，依本发明的创意精神及特征，稍加变化修饰而成者亦应包括在本发明范围。 

Claims (4)

1.一种生产无铅焊料的熔锡炉，包括炉体，炉体内部具有炉膛，锡锅位于炉膛内，在所述炉体的上方设有炉罩，在所述炉罩上方设有抽排风接口，钟罩，锡泵，螺旋升降机，搅拌电机，在所述搅拌电机上连接有带搅拌浆的搅拌轴，其特征在于：所述锡锅采用钛铁复合材料，内层为钛合金，外层为铸铁，锅底固定有由线圈组成的加热装置，通过电磁感应进行加热，所述钟罩可通过左螺旋升降机自动升降，所述锡泵可通过右螺旋升降机自动升降，并用硬管与自动铸棒机相接。

2.根据权利要求1所述的一种生产无铅焊料的熔锡炉，其特征在于所述锡锅内层的钛合金厚度为13～16mm，外层的铸铁厚度为3～10mm。

3.根据权利要求1所述的一种生产无铅焊料的熔锡炉，其特征在于所述锡锅的内腔尺寸为Φ800×400 mm。

4.根据权利要求1所述的一种生产无铅焊料的熔锡炉，其特征在于所述锡锅的连接部位采用弧线过渡，锅底的厚度比侧壁厚3～6mm。

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