CN104120302B - 一种抗氧化锡合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗氧化锡合金的制备方法，包括配料、蒸发、冷凝、淬火、回火、冷冻处理、再淬火、在回火等步骤。通过特定的元素搭配和制备方法的确定，使得锡合金的连接强度和抗氧化性得到较大改善。
Description
技术领域
本发明属于合金领域，特别涉及一种抗氧化锡合金的制备方法。
背景技术
目前，全球每年消耗超过60,000吨以锡合金为基础体系的焊料合金。在大气条件下液态Sn金属表面比Sn-Pb更容易氧化，锡合金的抗氧化能力是作为软钎焊原料的重要性能，同时，其连接强度也是非常重要的性能，但是现有锡合金由于生产成本等原因，很难满足生产需求，因此急需研发一种即能抗表面氧化又能提供足够连接强度的无铅锡合金。
发明内容
本发明的目的在于提出一种抗氧化锡合金的制备方法；
1.一种抗氧化锡合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照合金组分比例进行配料，配料之后将混合物放入真空加热炉中加热，加热温度为410~461℃，将原料熔化为合金液体后保温；所述合金组份以重量百分比含量由以下组分构成：Ag:0.9~4.1%,Cu:0.8~1.6%,Zn:5~16%,Bi:0.2~0.4%,In:0.2~0.45%,P:0.006~0.8%,Zr:0.6~0.8%,Y:0.4~0.8%,Sc:0.2~0.8%,Mg:0.06~0.08%,Ni:0.3~0.6%,Al:0.08~0.10%,Ge:0.28~0.42%,余量为Sn和不可避免的杂质；
（2）将合金液体转移到高温金属蒸发器中，通过等离子体电弧作为加热源，工作气体压力为0.8~1.6MPa，等离子体电弧电压为212~225V，直到金属液体被加热为蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的蒸气通入粒子控制器，在粒子控制器中，蒸汽通过氩气或氮气冷却，冷凝为锡合金粉；
（4）将步骤（3）得到的锡合金粉进行收集，冷却至室温；
（5）将步骤（4）得到的锡合金粉加热到161~179℃，保温21~28min，喷水冷却至室温；
（6）将步骤（5）得到的锡合金粉加热到52~77℃，保温44~76min，空冷至室温；
（7）将步骤（6）得到的锡合金粉加入到冷冻箱，在-32~-77℃的温度下冷冻处理0.8~1.6h，然后出冷冻箱，空气中缓慢恢复到室温；
（8）将步骤（7）得到的锡合金粉加热到170~188℃，保温18~22min，喷水冷却至室温；
（9）将步骤（8）得到的锡合金粉加热到80~88℃，保温1~1.8h，空冷至室温；即得到抗氧化性能良好的锡合金。
作为优选，步骤（1）中所述配料，熔点低的采用纯金属进行配料，熔点高的采用中间合金进行配料。
作为优选，所述抗氧化性能良好的锡合金为粉末状，最终锡合金粉的平均粒径为0.78~0.86微米。
本发明的效果在于：
1，通过特定热处理方式，特别是冷冻处理，增强了连接强度；
2，通过具体合金组份和热处理的具体参数的搭配，使得锡合金抗氧化性能得到大幅提高；
3，通过对具体步骤各参数的合理限定，使得抗氧化能力得到大幅提高。
具体实施方式
实施例1
一种抗氧化锡合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照合金组分比例进行配料，配料之后将混合物放入真空加热炉中加热，加热温度为442℃，将原料熔化为合金液体后保温；所述合金组份以重量百分比含量由以下组分构成：Ag:2.96%,Cu:1.28%,Zn:9.2%,Bi:0.3%,In:0.39%,P:0.21%,Zr:0.71%,Y:0.52%,Sc:0.61%,Mg:0.069%,Ni:0.42%,Al:0.096%,Ge:0.34%,余量为Sn和不可避免的杂质；配料过程中，熔点低的采用纯金属进行配料，熔点高的采用中间合金进行配料；
（2）将合金液体转移到高温金属蒸发器中，通过等离子体电弧作为加热源，工作气体压力为1.2MPa，等离子体电弧电压为221V，直到金属液体被加热为蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的蒸气通入粒子控制器，在粒子控制器中，蒸汽通过氩气或氮气冷却，冷凝为锡合金粉；
（4）将步骤（3）得到的锡合金粉进行收集，冷却至室温；
（5）将步骤（4）得到的锡合金粉加热到171℃，保温22min，喷水冷却至室温；
（6）将步骤（5）得到的锡合金粉加热到62℃，保温58min，空冷至室温；
（7）将步骤（6）得到的锡合金粉加入到冷冻箱，在-46℃的温度下冷冻处理0.92h，然后出冷冻箱，空气中缓慢恢复到室温；
（8）将步骤（7）得到的锡合金粉加热到176℃，保温21min，喷水冷却至室温；
（9）将步骤（8）得到的锡合金粉加热到82℃，保温1.3h，空冷至室温；即得到抗氧化性能良好的锡合金，最终锡合金粉的平均粒径为0.81微米。
通过对该实施例的合金进行300℃、400℃、450℃、500℃的加热观察其表面亮度得到在300℃和400℃的时候为光亮，在450℃的时候，光亮度稍微减弱，在500℃的时候变为淡黄色，从而得到对于抗氧化能力较现有合金提高很多。通过对焊接后产品进行拉拔对比试验，发现连接强度大幅提高。
Claims (2)
1.一种抗氧化锡合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照合金组份比例进行配料，配料之后将混合物放入真空加热炉中加热，加热温度为410~461℃，将原料熔化为合金液体后保温；所述合金组份以重量百分比含量由以下组份构成：Ag:0.9~4.1%,Cu:0.8~1.6%,Zn:5~16%,Bi:0.2~0.4%,In:0.2~0.45%,P:0.006~0.8%,Zr:0.6~0.8%,Y:0.4~0.8%,Sc:0.2~0.8%,Mg:0.06~0.08%,Ni:0.3~0.6%,Al:0.08~0.10%,Ge:0.28~0.42%,余量为Sn和不可避免的杂质；
（2）将合金液体转移到高温金属蒸发器中，通过等离子体电弧作为加热源，工作气体压力为0.8~1.6MPa，等离子体电弧电压为212~225V，直到金属液体被加热为蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的蒸汽通入粒子控制器，在粒子控制器中，蒸汽通过氩气或氮气冷却，冷凝为锡合金粉；
（4）将步骤（3）得到的锡合金粉进行收集，冷却至室温；
（5）将步骤（4）得到的锡合金粉加热到161~179℃，保温21~28min，喷水冷却至室温；
（6）将步骤（5）得到的锡合金粉加热到52~77℃，保温44~76min，空冷至室温；
（7）将步骤（6）得到的锡合金粉加入到冷冻箱，在-32~-77℃的温度下冷冻处理0.8~1.6h，然后出冷冻箱，空气中缓慢恢复到室温；
（8）将步骤（7）得到的锡合金粉加热到170~188℃，保温18~22min，喷水冷却至室温；
（9）将步骤（8）得到的锡合金粉加热到80~88℃，保温1~1.8h，空冷至室温；即得到抗氧化性能良好的锡合金。
2.根据权利要求1所述抗氧化锡合金的制备方法，其特征在于，所述抗氧化性能良好的锡合金为粉末状，最终锡合金粉的平均粒径为0.78~0.86微米。
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