CN116748735A - 一种用于spd热脱扣器的无镉低温焊锡材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于浪涌保护器技术领域，本发明提供了一种用于SPD热脱扣器的无镉低温焊锡材料。该无镉低温焊锡材料包含以下重量份的组分：锡铋合金90～95份，活性剂1～5份，助剂1～5份，其中，按质量百分比计，锡铋合金包含以下组分：锡40～45％，铋55～60％。将本发明制备的无镉低温焊锡材料应用于防雷器中的热脱扣器中，受到雷击时断电快，使各种电子设备、仪器仪表和通讯线路等在工作中的安全更有保障。
Description
技术领域
本发明涉及浪涌保护器技术领域，尤其涉及一种用于SPD热脱扣器的无镉低温焊锡材料。
背景技术
浪涌保护器(SPD)，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。一个合格的防雷浪涌保护器产品质量不仅取决于压敏电阻或瞬态抑制二极管等核心器件性能，还与热脱扣器、基座、报警指示装置等有关。其中热脱扣器中低温焊点的焊接材料、焊接工艺和质量对电源防雷器在正常泄放电涌电流时是否会产生指示灯错误有关键的影响，即电源防雷器热脱扣器低温焊点焊接材料是产品合格与否的关键因素之一。
目前，现有的热脱扣器用焊锡材料含镉，镉有剧毒，会严重污染环境；并且现有焊锡材料的熔点高，热脱扣慢，雷击时容量着火，易发生安全事故，不仅会造成财产损失，还对人身的安全有较大的影响。
因此，如何提供一种熔点低、导电快且无污染的低温焊锡材料成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于SPD热脱扣器的无镉低温焊锡材料，其目的是解决现有低温焊锡材料所存在的污染环境、熔点高、热脱扣慢等技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种无镉低温焊锡材料在SPD热脱扣器中的应用，所述无镉低温焊锡材料包含以下重量份的组分：
锡铋合金90～95份，活性剂1～5份，助剂1～5份。
进一步的，按质量百分比计，所述锡铋合金包含以下组分：锡40～45％，铋55～60％。
进一步的，所述活性剂为氢化松香、歧化松香、聚合松香和马来松香中的一种或几种。
进一步的，所述助剂为葵二酸、己二酸、丁二酸、戊二酸和无水乙醇中的一种或几种。
进一步的，所述无镉低温焊锡材料的制备方法包括以下步骤：
将锡铋合金、活性剂和助剂混合后进行熔炼得到混合溶液，将混合溶液顺次进行铸棒、挤压、拉丝、绕线即得无镉低温焊锡材料。
进一步的，所述熔炼的温度为300～400℃，熔炼的时间为30～50min。
进一步的，所述挤压的温度为130～140℃。
进一步的，所述拉丝为大拉丝、中拉丝和小拉丝。
进一步的，所述大拉丝得到的线径为5～7mm，所述中拉丝得到的线径为2.5～5mm，所述小拉丝得到的线径为0.5～2.5mm。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
由于本发明提供的无镉低温焊锡材料的熔点低、导电性能好，将该无镉低温焊锡材料应用于防雷器中的热脱扣器中，受到雷击时断电快，使各种电子设备、仪器仪表和通讯线路等在工作中的安全更有保障。
附图说明
图1为浪涌保护器的热稳定性实验结果图。
具体实施方式
本发明提供了一种无镉低温焊锡材料在SPD热脱扣器中的应用，所述无镉低温焊锡材料包含以下重量份的组分：
锡铋合金90～95份，活性剂1～5份，助剂1～5份。
在本发明中，锡铋合金的用量优选为91～94份，进一步优选为92～93份。
在本发明中，活性剂的用量优选为2～4份，进一步优选为3份。
在本发明中，助剂的用量优选为2～4份，进一步优选为3份。
在本发明中，按质量百分比计，所述锡铋合金包含以下组分：锡40～45％，铋55～60％。
在本发明的锡铋合金中，所述锡的用量优选为41～44％，进一步优选为42～43％。
在本发明的锡铋合金中，所述铋的用量优选为56～59％，进一步优选为57～58％。
在本发明中，所述活性剂为氢化松香、歧化松香、聚合松香和马来松香中的一种或几种，优选为氢化松香、歧化松香和马来松香中的一种或几种，进一步优选为氢化松香和/或歧化松香。
在本发明中，所述助剂为葵二酸、己二酸、丁二酸、戊二酸和无水乙醇中的一种或几种。
在本发明中，所述无镉低温焊锡材料的制备方法包括以下步骤：
将锡铋合金、活性剂和助剂混合后进行熔炼得到混合溶液，将混合溶液顺次进行铸棒、挤压、拉丝、绕线即得无镉低温焊锡材料。
在本发明中，所述熔炼的温度为300～400℃，优选为320～380℃，进一步优选为340～360℃；熔炼的时间为30～50min，优选为35～45min，进一步优选为40min。
在本发明中，所述挤压的温度为130～140℃，优选为132～138℃，进一步优选为134～136℃。
在本发明中，所述拉丝为大拉丝、中拉丝和小拉丝。
在本发明中，所述大拉丝得到的线径为5～7mm，优选为6mm；所述中拉丝得到的线径为2.5～5mm，优选为3～4mm，进一步优选为3.5mm；所述小拉丝得到的线径为0.5～2.5mm，优选为1～2mm，进一步优选为1.5mm。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例所用的锡铋合金为：锡42％，铋58％。
将93份锡铋合金，2份氢化松香，1份葵二酸，1份己二酸，1份丁二酸，1份戊二酸和1份无水乙醇混合后放入熔炉中，在350℃下熔炼40min得到混合溶液；将混合溶液导入模具中进行铸棒；将铸成的棒体安装到挤压机中，在135℃下挤压成丝状得到锡丝；将锡丝安装到拉丝机中，按照大、中、小的要求进行拉细；然后通过自动缠绕机，自动缠绕在锡丝机架中，制得成卷的无镉低温焊锡材料。
实施例2
本实施例所用的锡铋合金为：锡43％，铋57％。
将94份锡铋合金，1份氢化松香，1份葵二酸，1份己二酸，1份丁二酸，1份戊二酸和1份无水乙醇混合后放入熔炉中，在380℃下熔炼35min得到混合溶液；将混合溶液导入模具中进行铸棒；将铸成的棒体安装到挤压机中，在140℃下挤压成丝状得到锡丝；将锡丝安装到拉丝机中，按照大、中、小的要求进行拉细；然后通过自动缠绕机，自动缠绕在锡丝机架中，制得成卷的无镉低温焊锡材料。
实施例3
本实施例所用的锡铋合金为：锡40％，铋60％。
将92份锡铋合金，1份氢化松香，1份歧化松香，1份葵二酸，1份己二酸，1份丁二酸，1份戊二酸和2份无水乙醇混合后放入熔炉中，在340℃下熔炼36min得到混合溶液；将混合溶液导入模具中进行铸棒；将铸成的棒体安装到挤压机中，在130℃下挤压成丝状得到锡丝；将锡丝安装到拉丝机中，按照大、中、小的要求进行拉细；然后通过自动缠绕机，自动缠绕在锡丝机架中，制得成卷的无镉低温焊锡材料。
性能测试
熔点测试：利用自动熔点测定法测定实施例1～3制备的无镉低温焊锡材料，其结果如表1所示。
表1熔点的测定结果
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 熔点(℃) | 130 | 132 | 133 |
由表1可得，本发明制备的无镉低温焊锡材料的熔点在130～133℃之间，而现有焊锡材料(申请号200720064757.2)的熔点为143℃。可见，本发明制备的无镉低温焊锡材料的熔点明显降低，雷击时脱扣更快，安全性能更高。
将实施例1制备的无镉低温焊锡材料应用于浪涌保护器(SPD)中，该浪涌保护器的型号为LDHX-001。
耐热性实验：将SPD在环境温度为80℃±5K的加热箱中保持24h。结果：内部脱离器未动作，根据GB/T 18802.1-2011，表明SPD的耐热性合格。
热稳定性实验：将SPD连接到电源，电源电压足够高使SPD有电源流过(对于该实验，电流调到一个恒定值，实验电流的误差为±10％)，实验从2mA的有效值开始，以2mA的步幅增加，每一步达到热平衡状态(即10min内温度变化小于2K)，连续监测SPD最热点的表面温度和流过SPD的电流，当所有的非线性元件断开，实验终止(检测仪器为GTS-0.2交流SPD热稳仪)。测试结果见图1和表2。
表2热稳定性实验测试结果
| 电流 | 2mA | 4mA | 6mA | 8mA | 10mA | 12mA |
| 状态 | 热稳定 | 热稳定 | 热稳定 | 热稳定 | 热稳定 | 热脱离 |
由表2中的数据可得，根据GB/T 18802.1-2011，表明SPD的热稳定性能优异。
由图1可得，表面初始温度为31.8℃，最高温度为113.5℃，温升不超过120K，具有优异的热稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无镉低温焊锡材料在SPD热脱扣器中的应用，其特征在于，所述无镉低温焊锡材料包含以下重量份的组分：
锡铋合金90～95份，活性剂1～5份，助剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，按质量百分比计，所述锡铋合金包含以下组分：锡40～45％，铋55～60％。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述活性剂为氢化松香、歧化松香、聚合松香和马来松香中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述助剂为葵二酸、己二酸、丁二酸、戊二酸和无水乙醇中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述无镉低温焊锡材料的制备方法包括以下步骤：
将锡铋合金、活性剂和助剂混合后进行熔炼得到混合溶液，将混合溶液顺次进行铸棒、挤压、拉丝、绕线即得无镉低温焊锡材料。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述熔炼的温度为300～400℃，熔炼的时间为30～50min。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述挤压的温度为130～140℃。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述拉丝为大拉丝、中拉丝和小拉丝。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述大拉丝得到的线径为5～7mm，所述中拉丝得到的线径为2.5～5mm，所述小拉丝得到的线径为0.5～2.5mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |