CN1717293A - 焊锡处理用烙铁头及其制造方法,使用该烙铁头的电烙铁以及电热吸锡烙铁 - Google Patents

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Abstract

一种焊锡处理用烙铁头(2)，用于电烙铁或电热吸锡烙铁，在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件(10)的顶端部设有通过粉末冶金法制得的金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件20。金属粒子烧结体采用适当组合铁、镍及钴各粒子的烧结基材，并根据需要采用适当组合铜、银、锡、硼及碳各粒子的第1烧结辅材或适当组合钒、铌、钽、铬及钼各粒子的第2烧结辅材。

Description

焊锡处理用烙铁头及其制造方法， 使用该烙铁头的电烙铁以及电热吸锡烙铁
                               技术领域
本发明涉及焊锡处理用烙铁头，特别是涉及用于电烙铁的烙铁头部件或电热吸锡烙铁的吸嘴，在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端施予了防止焊锡的侵蚀措施的焊锡处理用烙铁头，以及其制造方法，还涉及使用该烙铁头的电烙铁或电热吸锡烙铁。
                               背景技术
电子工业中的连接、接合通常采用焊接法进行。该焊接法，主要分为群焊法(批量焊接)与手焊法(手动焊接)。
群焊法有：将元件或零部件装在印刷基板上之后，浸渍于熔融焊锡中的流动焊接法；以及，将焊锡粒子与助焊剂用粘合剂(添加剂)混练成的焊锡膏印刷在印刷基板的接合部分上，装上元件或零部件，再进行加热、焊接的再流焊接法；两者都具备可同时焊接多处的特征。
另一方面，手焊法是使用电烙铁进行焊接的方法，一直以来被广泛运用，具备谁都能够简便操作的特征。而且，在对实施了上述群焊法之后的不良焊点进行返工的时候，或者在对于通过群焊法就不能焊上的零部件进行补焊的时候，该使用电烙铁的手焊法是不可缺乏的。
以往的电烙铁的烙铁头部件由铜或铜合金构成，为了防止焊锡引起的侵蚀，在其顶端部施有厚度为数十至数百μm的镀铁。并且，在该镀铁部分覆涂有焊锡，使用这部分实施焊接工作。
通常，焊锡的主要成分为锡与铅(以Sn-Pb共晶焊锡为代表的Sn-Pb系焊锡)，但近年来，考虑环境方面，以铅不作为主要成分的、所谓无铅焊锡(例如有，Sn-Cu系焊锡，Sn-Ag系焊锡，Sn-Ag-Cu系焊锡等)受到瞩目，开始被广泛使用。但是，无铅焊锡的焊接性(焊锡的浸润性或易扩展性等，易获得良好的焊接效果的性质)通常差于Sn-Pb系焊锡。使焊锡浸润性恶化的主要原因可列举出，无铅焊锡的熔点比Sn-Pb系焊锡高于20～45℃左右，烙铁头部件的顶端部易被氧化。由此，手焊法的焊接工艺性就要下降，对其存在改善要求。特别是，采用无铅焊锡易造成手焊法的焊接效果不良，导致返工率的增加，因此特别对其存在改善要求。
于是，本案申请人先前发明了，使烙铁头部件因焊锡引起的侵蚀维持在与镀铁制品大致相同程度的情况下，改善了其焊接性的技术(参照日本专利公开公报2000-317629号)。该先前发明，在烙铁头部件顶端部镀有铁-镍合金以代替以往的镀铁，或设置铁-镍合金制的覆盖构件(块材)来改善焊接性。
另外，与焊接相关的作业，有去除无用焊锡的焊锡去除作业，为此使用电热吸锡烙铁。电热吸锡烙铁通过内置的加热器等加热单元来加热吸嘴，将加热的吸嘴前端接触于焊锡上，使焊锡熔化，同时从开口于吸嘴前端的吸口将熔融的焊锡吸入到内部。吸入通过真空泵等吸引单元来进行，熔融的焊锡被存储于通路中设置的具有过滤器的焊锡槽内。
该电热吸锡烙铁的吸嘴与电烙铁的烙铁头部件一样，要求具有：通过加热的顶端部接触，熔融焊锡的功能；以及，足以确保导热性的焊锡浸润性；并且在其顶端部同样施有镀铁。而且与电烙铁的烙铁头部件一样，在使用无铅焊锡的情况下，也要求在确保焊锡浸润性的同时、防止其侵蚀。
采用上述铁-镍合金镀层时，烙铁头部件和吸嘴(在本说明书中总称为焊锡处理用烙铁头)，虽然基于顶端部受氧化的寿命(焊锡的浸润性逐渐降低而最终无法浸润的时候为止)得以延长，却基于焊锡侵蚀的寿命则与镀铁制品相当。然而，因无铅焊锡的熔点高于Sn-Pb系焊锡等原因，具有对焊锡处理用烙铁头的侵蚀量大的特征。因此，使用无铅焊锡时，随着侵蚀量的增加寿命要下降的问题尚待解决。对此，可以考虑延长铁-镍合金的镀膜时间、增加镀膜厚度的措施，但是由于电镀需要20～30小时左右，若再延长其处理时间则大大阻害生产性。另外，由于电镀废水是环境污染物，其处理费用会导致成本的上升。
此外，在焊锡处理用烙铁头的前端设置铁-镍合金制覆盖构件(块材)的措施，虽对控制侵蚀量的增大较有效果，但存在以下问题。一般来说，焊锡的浸润性与耐侵蚀性成反比关系，这些特性深受焊锡材料或烙铁头顶端部件的材质的影响。因此重要的是，在考虑焊锡材料和烙铁头顶端部件的材质的前提下，寻求焊锡的浸润性与耐侵蚀性的平衡点。以往所说的Sn-Pb系焊锡几乎全部是Sn-Pb共晶焊锡，而无铅焊锡则包括上述各种种类。因此，在焊锡处理用烙铁的顶端部设置铁-镍合金制的覆盖构件时，会出现根据所使用的焊锡的种类而其特性要变化的问题。对此，即使根据所使用的焊锡的种类来选择最佳材料也好，因选择自由度小而无法得到满意的结果。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种，在使用无铅焊锡的情况下可以防止焊锡处理用烙铁头因焊锡引起的侵蚀和可以提高焊接性或焊锡去除性的同时，可以根据焊锡的种类简单获得最佳烙铁头顶端部的材质，并且可以减少环境污染物排放的焊锡处理用烙铁头以及其制造方法。
权利要求1的发明，是用于电烙铁或电热吸锡烙铁的烙铁头，其特征在于，在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部设有通过粉末冶金法制得的由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件，所述金属粒子烧结体以铁、镍、钴中的至少一种以上的元素为主要成分。
根据上述构成，由于金属粒子烧结体通过粉末冶金法制得，因此成形的自由度较大，可以近似成品形状的形状来制造。由此，可缩短或省略切削加工工序。另外与熔解法不同，无须将温度提升至铁的熔点，可减少能源消耗，减轻对环境的负担。而且，由于不需要以往使用镀铁时的排液处理，可减少对环境的不良影响，可以节能并可以大量生产。
由于金属粒子烧结体的主成分是铁、或者是与铁的特性相近的同族元素的镍或钴、或者是组合这些的，因此可以获得焊锡的耐侵蚀性、焊锡浸润性同时较高的烙铁头部件。特别是，以铁为基础添加镍或钴的作为主要成分时，与仅以铁为主要成分的相比，可以进一步提高耐侵蚀性或焊锡浸润性。
权利要求2的发明，是根据权利要求1所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体由烧结基材、或由烧结基材和烧结辅材构成，并且所述烧结基材采用从铁粒子、镍粒子及钴粒子中的至少一种以上。
如此，由采用了铁粒子、镍粒子及钴粒子中至少一种以上粒子的烧结基材，形成金属粒子烧结体的主要成分。通过自由调节这些粒子的配比，可以简单地获得所要求的成分比率。
权利要求3的发明，是根据权利要求2所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，用于所述烧结基材使用的铁粒子为纯度在99.5％以上的铁粉。
作为这种高纯度的铁粒子可采用电解铁粉或羰基铁粉(权利要求4)。这些是以众所周知的金属粉制造方法的电解法或羰基法而制得的铁粉。电解法是从含有铁的硫酸铁、氯化铁等水溶液中电解析出铁，粉碎该电解铁而精还原的方法。如果采用电解铁，则可以防止杂质引起的导热、导电性的下降、以及焊接性或焊锡去除性的恶化，同时还可以提高金属粒子烧结体的密度。在铁粒子中含有大量的碳、氧、氮、氢等杂质时，金属粒子烧结体的相对密度会成为90％以下，与此相对，使用高纯度铁粉密度就可以提高至96％以上。
羰基法是在羰基铁Fe(CO)5中加入水蒸气，热解出铁及二氧化碳，再粉末化的方法。该方法适用于微粉的制造，羰基铁粉最适合用作本发明的烧结基材成分。
权利要求5的发明，是根据权利要求2至4中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体是所述烧结基材的含量为55％至99.99％的烧结体。
如此，可以有效发挥作为主要成分的烧结基材的特性，可以充分提高焊锡的耐侵蚀性或焊锡浸润性。再说，在本说明书以％表示成分比率时，除有特别说明外均为质量％。
权利要求6的发明，是根据权利要求2至5中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体由烧结基材和烧结辅材构成，所述烧结辅材至少包括第1烧结辅材，该第1烧结辅材采用从铜粒子、银粒子、锡粒子、硼粒子及碳粒子中的至少1种以上。
如此，在进一步提高焊接性的同时，在相对较低的温度下进行烧结时还可以得到高密度的金属粒子烧结体或耐侵蚀性强的金属粒子烧结体。由于铜、银及锡的熔点相对较低(各为1083℃、960℃、230℃)，因此即使将烧结温度设定为相对较低的温度，亦可采用在烧结过程中熔融、填充金属粒子间隙的液相烧结法(参照权利要求18)。因为硼在固相烧结中，对铁族元素呈现间隙扩散的形态，促进固体之间的相互扩散，所以可在1100℃以下的较低温度下进行烧结。碳可提高对焊锡的耐侵蚀性，大幅度延长寿命。
还有，金属粒子烧结体中的第1烧结辅材的含量以0.01％至40％(权利要求7)为宜。如此，就不会因第1烧结辅材过少而效果不明显、或因过多而带来不利影响，可以设定最佳添加量。
权利要求8的发明，是根据权利要求6或7所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述烧结辅材还包括第2烧结辅材，该第2辅材采用从钒粒子、铌粒子、钽粒子、铬粒子、钼粒子及钨粒子中的至少1种以上。
如此，可提高焊锡处理用烙铁头对焊锡的耐侵蚀性。若添加元素周期表V族a的钒、铌及钽或VI族a的铬、钼及钨，则由于高熔点的粒子分散在烧结体基体中，可推测呈现显著的耐侵蚀性，可以大幅度地延长烙铁头的寿命。
此外，用作第1烧结辅材的碳，一方面可提高耐侵蚀性，但另一方面容易使烙铁头的焊锡浸润性下降。因此，在为了确保焊锡的浸润性而不能过多使用碳时，作为进一步提高耐侵蚀性的方法使用第2烧结辅材是有效的。
再说，金属粒子烧结体中第2烧结辅材的含量以0.01％至5％(权利要求9)为宜。如此，就不会因第2烧结辅材过少而效果不明显、或因过多而带来不利影响，可以设定最佳添加量。
权利要求10的发明，是根据权利要求1至9中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体呈盖形，盖置于所述烙铁头芯件顶端部，并其厚度为200至800μm。
如此，将由帽形的金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件覆盖设置在烙铁头芯件的顶端部之后，只需通过钎焊等方式接合，即可简单并在短时间内制造焊锡处理用烙铁头。而且由于金属粒子烧结体的厚度薄至200至800μm，即使不进行再加工直接用作烙铁头顶端部件，亦可充分保证从烙铁头芯件到焊锡的导热性。
权利要求11的发明，是根据权利要求1至10中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体的密度在95％以上。
若为如上高密度的金属粒子烧结体，则可进一步提高耐侵蚀性。还有，制造95％以上高密度的金属粒子烧结体的方法，以采用后述的注射成形法来形成压粉体为宜。
在电烙铁或电热吸锡烙铁(以下称电烙铁等)具备如上所述的提高了对无铅焊锡的耐侵蚀性、改善了焊接性或焊锡去除性(以下称焊接性等)的焊锡处理用烙铁头时，将该焊锡处理用烙铁头，如果直接固定在主体上则可延长其主体的寿命，如果可更换地安装在主体上(权利要求13及14)则可延长其更换周期。此外，由于焊接性等高，因此可以提高工作效率。
当焊锡处理用烙铁头可更换时，则加热器等加热部分可设置在主体一侧，亦可将通过所述烙铁头芯件对所述烙铁头顶端部件进行电气加热的发热体设置在焊锡处理用烙铁头上(权利要求12)。
如此，根据焊锡处理用烙铁头的形状、大小或用途，按照各焊锡处理用烙铁头可以选用最佳的发热体特性(例如加热器容量等)，从而可进一步提高工作效率。
权利要求15的发明，是如权利要求2至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材用粘合剂进行混练；通过加压成形法形成压粉体，呈与烙铁头顶端部件大致相同的形状或包含烙铁头顶端部件形状的形状；通过将该压粉体在800～1300℃的非氧化气氛中进行烧成，形成由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件；将该烙铁头顶端部件接合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部。
如此，可简单地制造由烧结基材或由烧结基材与烧结辅材构成的金属粒子烧结体，并根据需要对其进行机械加工，在烙铁头芯件的顶端部只通过钎焊等方式来接合，即可简单地制造焊锡处理用烙铁头。
权利要求16的发明，是根据权利要求15所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，将烧成后的金属粒子烧结体进一步在300～500℃的温度下通过预成形锻造法或粉末锻造法成形，从而制得烙铁头顶端部件。
如此，可使金属粒子烧结体粒子间的微小气孔收缩，实现高密度化，获得高耐侵蚀性。
权利要求17的发明，是如权利要求2至12项中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材用粘合剂进行混练；通过加压成形法形成压粉体，呈与烙铁头顶端部件大致相同的形状或包含烙铁头顶端部件形状的形状；将该压粉体密合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部上；在维持该密合状态之下，在800℃以上并且在所述烙铁头芯件的熔点以下的非氧化气氛中进行烧成，从而形成由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件的同时、将该烙铁头顶端部件接合在所述烙铁头芯件的顶端部。
如此，就没必要通过钎焊等方式接合烙铁头顶端部件与烙铁头芯件的工序，因此可以提高生产性。
权利要求18的发明，是根据权利要求15至17中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用注射成形法以替代所述加压成形法。
如此，即使是以一般使用的压模法成形较为困难的相对复杂的形状，亦可简单成形得到压粉体。这种金属粉末注射成形法以采用广为人知的MIM(Metal Injection Molding)法为宜。采用MIM法，可提高形状的自由度，并可进行高精度成形。例如，即使烙铁头顶端部件是厚度为200～800μm的薄壁盖形(参照权利要求10)，亦可获得与成品相同形状的金属粒子烧结体。换言说，由于可以省略附加的机械加工，因此可以提高生产性，并可以降低成本。
另外，使用小直径粒子可以获得高密度的金属粒子烧结体。例如，当压模法采用80μm的粒子时，则密度在90％以下，与此相对，MIM法用10μm以下的粒子可实现95％以上(例如96～99％)的密度(参照权利要求11)。
以往的压模法或上述MIM法为了成形，通常使用有机粘合剂，以提供适于促进分散以及注射成形的流动性。但该粘合剂难以在去除工序(通常在成形后加热至400～600℃左右)及在烧成工序中彻底去除，易残存于金属粒子烧结体中。如果使用这样的烙铁头，则残存的粘合剂有时与大气中的氧气反应而产生碳化物等，导致焊接性等的下降。
因此，权利要求19的发明，是根据权利要求15至17中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用不用粘合剂进行混练而仅用金属粒子进行粉末压缩成形的方法，以替代前述加压成形法。
如此，由于不使用粘合剂，可以切实防止如上所述的焊接性的下降。此外，由于无须去除粘合剂，即可确实地防止去除工序中发生的膨胀、开裂、气孔(void)或变形等的缺陷。
不使用粘合剂的粉末压缩成形法以采用广为人知的RIP(Rubber Isostatic Pressing)法为宜。RIP法是在橡胶模的模腔内填充粉末，用上、下冲头将粉末与橡胶模一同压缩成形的粉末成形法。粉末被压缩时，不仅从压力轴方向受压，还从橡胶模的变形侧面方向也会受到压缩。成形时不仅不需要粘合剂及模具润滑剂，还可增大形状及尺寸的自由度，以高尺寸精度进行成形。
权利要求20的发明，是根据权利要求15至19中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用烧成温度为所述烧结辅材熔点以上的液相烧结法。
如此，在相对较低的温度下进行烧结可以获得高密度的金属粒子烧结体。采用液相烧结法，在烧结过程中由于低熔点的粒子熔融而填充金属粒子的间隙，因此可以获得高密度的金属粒子烧结体，并可以获得优异的焊接性或焊锡去除性。此外，由于在相对较低的温度下进行烧结，因此有助于节能。
权利要求21的发明，是如权利要求2至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材，通过包含冷等静压加压或热等静压加压的工序进行成形与烧成，以形成所述金属粒子烧结体；将该金属粒子烧结体塑性加工为棒状或线状；进一步将其机械加工为烙铁头顶端部件；将该烙铁头顶端部件接合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部。
如此，可使金属粒子烧结体粒子间的微小气孔收缩，实现高密度化，获得高耐侵蚀性。
权利要求22的发明，是根据权利要求15至21中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，对于作为所述烧结基材和所述烧结辅材的粒子中的至少两种以上的粒子，采用通过熔解法或机械合金化法进行合金化的合金粒子。
如此，由于使用预合金化的粒子，因此可以提高组织的均匀性。另外，可简化金属粒子的混练工序，能够提高生产性。机械合金化法是，无须熔解金属，利用球磨机等机器制造合金粉末的广为人知的方法。由于机械合金化法在常温下进行合金化，即使是在熔点相差较大的金属之间也可以简单地制造合金粒子。
权利要求23的发明，是根据权利要求15至22中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，作为所述烧结基材、所述烧结辅材或所述合金粒子，采用其粒径在200μm以下的粒子。
如此使用小粒径的金属粒子，可以提高金属粒子烧结体的密度，可以改善焊接性或焊锡去除性、以及可以改善焊锡处理用烙铁头的耐侵蚀性。粒径优选为50μm以下(权利要求24)，更优选为10μm以下(权利要求25)。特别是10μm以下的铁粒子，适合于用作上述羰基铁粉，亦适于进行上述MIM法。另外，使用粒径更小的超微粒子(所谓纳米粒子)(权利要求26)，则可达到更高密度。
                             附图说明
图1是本发明第1实施例的电烙铁的局部主视图。
图2是图1的分解立体图。
图3是本发明第1实施例的烙铁头部件的截面图。
图4是图3的分解立体图。
图5是制造金属粒子烧结体时使用的粒子成分表。
图6是制造焊锡处理用烙铁头的工序图。
图7是第1实施例的烙铁头部件的变形例的分解立体图。
图8是制造焊锡处理用烙铁头的工序图。
图9是第1实施例的烙铁头部件变形例的局部立体图。
图10是表示液相烧结机制的截面模式图。
图11是第1实施例的烙铁头部件变形例的局部截面图。
图12是第1实施例的烙铁头部件变形例的立体图。
图13是表示浸润扩展试验的试验方法的说明图。
图14是表示浸润扩展试验的试验结果的图。
图15是表示寿命试验方法的说明图。
图16是表示寿命试验的试验结果的图。
图17是本发明第2实施例的电热吸锡烙铁的局部截面图。
图18是第2实施例的吸嘴附近的放大截面图。
                           具体实施方式
用图1～图16来说明本发明的第1实施例。图1是电烙铁1顶端部附近的的主视图，图2是其分解立体图。电烙铁1的顶端部设有，被纳于保护管3内、并圆锥状的前端从保护管3中突出的烙铁头部件2(相当于焊锡处理用烙铁头)。保护管3由盖形螺母4被固定在电烙铁1的螺纹接头6上。在烙铁头部件2中，被保护管3覆盖的、呈圆柱形的主体内侧设有凹部11(参照图3)。在该凹部11内，以嵌于其地组装有，自电烙铁1的主体7中突出的陶瓷加热器5。陶瓷加热器5是，通过接通图外的电源开关来发热的发热体，通过图外的恒温机构，能够维持在可调节的特定温度范围内。
图3是图2中烙铁头部件2的III-III截面图，图4是烙铁头部件2顶端部的分解立体图。烙铁头部件2，由大致上主体为圆柱形并顶端为圆锥形的烙铁头芯件10、和钎焊在其顶端部的烙铁头顶端部件20构成。烙铁头芯件10的材质为，导热性及导电性高、并相对廉价的铜或铜合金。烙铁头芯件10的外侧露出的部分施有薄镀铬。烙铁头顶端部件20是其表面直接接触焊锡，使焊锡熔融的部分。在通常的使用方式中，烙铁头顶端部件20的顶端部覆盖着焊锡层8。烙铁头顶端部件20是以铁为主要成分，另外选择性地含有特定含量的镍、钴、铜、银、锡、硼、碳、钒、铌、钽、铬、钼及钨等的部件，由粉末冶金法制造的金属粒子烧结体构成。有关其组成及制造方法在后面详细说明。另外，烙铁头顶端部件20的形状，根据其制造方法可以采用各种形态。有关这些变形例也将在后面说明。
根据以上的结构，电烙铁1通过接通图外的电源开关，使陶瓷加热器5发热。其热量从烙铁头部件2的凹部11迅速有效地传到烙铁头顶端部件20的表面。然后，烙铁头顶端部件20的焊锡层8，当焊锡温度超过熔点时则焊锡熔融，边补充新的焊锡边进行焊接。
在此，由于烙铁头顶端部件20的顶端部覆盖着焊锡层8，焊接时熔融的焊锡层8成为热导体向焊接部供热，可以进行优质焊接。烙铁头顶端部件20，为了在其上形成焊锡层8，要求具备对焊锡易浸润的性质，即所谓焊锡浸润性高，该焊锡浸润性是获得优质焊接的重要性质。其理由在于：烙铁头顶端部件20处若无焊锡浸润性，则向焊接部供热的通路仅为与烙铁头顶端部件20的接触点，导热性就极端恶化，导致无法获得优质的焊接。
此外，随着焊接的多次进行，烙铁头顶端部件20的表面会被焊锡所侵蚀，即发生所谓的焊锡侵蚀现象。该侵蚀量以少为宜，但是温度越高侵蚀量就越大，因此高熔点的无铅焊锡，与Sn-Pb系焊锡相比是更为不利的条件。另外，即使在相同温度下，由于无铅焊锡通常含锡率高于Sn-Pb系焊锡等原因，侵蚀量会增大。烙铁头顶端部件20与以往的镀铁相比，因有足够的厚度，大大改善了耐侵蚀性及寿命。但过厚就使导热性大大降低，由此以200～800μm为宜。
焊接时，烙铁头的温度管理很重要，采用Sn-Pb共晶焊锡时调整为约340℃，采用无铅焊锡时约在380℃(Sn-0.7％Cu焊锡时)使用。温度调得过高的或多次进行焊接之后的烙铁头，表面变黑失去焊锡浸润性，寿命到期。像这样的情况或根据用途想改变烙铁头的形状或材质时，通过松开盖形螺母4分解为图2的状态，则可以简单更换烙铁头部件2。
接着，对烙铁头部件2的成分进行说明。图5是表示制造构成烙铁头顶端部件20的金属粒子烧结体时使用的粒子质量配比(％)的成分表。表的纵轴表示根据粒子的组合方式赋予的类型。在此列举了16种类型，亦可在权利要求的范围内选择其他适当的组合。横轴表示使用的粒子种类，从结果来说，表示金属粒子烧结体的成分。粒子的种类，大体分为烧结基材与烧结辅材，烧结辅材进一步分为第1辅材与第2辅材。烧结基材的粒子选自铁(Fe)、镍(Ni)及钴(Co)中的至少一种以上。类型13至15，仅由烧结基材构成。类型1至12，对烧结基材，作为第1烧结辅材，还添加有选自铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、硼(B)及碳(C)中的一种以上。类型16，在类型1～15的各成分中，作为第2烧结辅材，再添加有选自钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)及钨(W)中的至少一种以上。
类型1～15各栏的上部表示各粒子相对使用的全部粒子的质量％，下部括号内表示适合的范围(部分省略)。例如类型3，配为Fe-5.5％Cu-1.3％Ag。各成分的适合范围为Cu：1～10％、Ag：0.5～2％，其余为铁。其他类型的记法也以此为准。这些粒子，其使用量可定于各粒子的适合范围内，但使用烧结辅材时还应调整为，烧结基材的总量在55～99.99％的范围内，第1烧结辅材的总量在0.01～40％的范围内，和/或第2烧结辅材的总量在0.01～5％的范围内。例如类型4的烧结辅材，各可定在Cu：10～38％、Ag：2～20％的范围内，但其总量调整为不超过40％。
烧结基材的Fe粒子，因Fe具有良好的耐侵蚀性而成为主要成分。因此类型1～16中全类型都使用了Fe粒子，尤其是类型13只使用了Fe粒子。但是，通过以往的镀铁法既知，Fe中的杂质对焊接性有不利影响，故Fe粒子以高纯度为宜。例如，以采用纯度在99.5％以上的铁粉(通过众所周知的电解法或羰基法来可以获得)为宜。通过提高Fe粒子的纯度，可以防止导热、导电性的下降，在防止焊接性恶化的同时，亦可提高金属粒子烧结体的密度。当Fe粒子中含有大量的碳(C)、氧(O)、氮(N)或氢(H)等杂质时，则金属粒子烧结体的相对密度成为90％以下，与此相对，使用高纯度铁粉则可提高至96％以上。
烧结基材另外可适当选用Ni粒子、Co粒子。Ni、Co是属于周期表VIII族的铁族元素。因此Ni粒子、Co粒子具有与Fe粒子类似的特性，除用作Fe的替代基材，根据组合内容还呈现出优于使用Fe粒子单质的特性。类型6、7、9、11、12、14及15使用了Ni粒子，类型8、9及14使用了Co粒子，其中类型9及14使用了该两者。
作为烧结基材使用了Fe粒子与Ni粒子的Fe-Ni烧结合金，与仅由Fe的烧结品相比改善了焊接性(参照后述的浸润扩展试验)。此时Ni粒子的添加量以50％以下为宜。若超过50％则耐侵蚀性下降，焊锡的侵蚀加速。
作为烧结基材使用了Fe粒子与Co粒子的Fe-Co烧结合金，除促进烧结性外，还具有抑制焊锡侵蚀的作用。此时Co粒子的添加量以20％以下为宜。若超过20％则降低焊接性，并增加成本。
作为烧结辅材使用1～10％的Cu粒子(类型1、3、4、5、7、8、9)，除提高焊接性(参照后述的浸润扩展试验)外，通过进行液相烧结还可以获得高密度的Fe-Cu烧结合金，因此非常有效。液相烧结(Cu的情况)是如后所述将烧结温度设在Cu的熔点1083℃以上，在烧结过程中使Cu液相化的方法。铜的添加量以1～10％为适量，若不足1％则效果甚微，若超过10％则液相烧结时，由于Cu粒子局部熔融导致成形物易变形。
亦可使用添加了10％以上的Cu粒子的Fe-Cu烧结合金(类型4)。但此时基于上述理由，烧结温度设在Cu的熔点以下。如此，虽降低了些耐侵蚀性，却提高了导热性或焊接性，故适用于比起耐侵蚀性更重视焊接性的场合。此外，该Cu粒子多的Fe-Cu烧结合金，与熔解法制成的Fe-Cu合金相比，具有导热性降低较小的特征。例如，熔解法制成的Fe-50％Cu合金导电度在20％IACS以下，与此相对，该Fe-Cu烧结合金呈示50％IACS的高导电度。该关系，在导热率中也成比例关系。Cu粒子的添加量以40％以下为宜。若超过40％则耐侵蚀性下降，焊锡的侵蚀加速。
当作为第1烧结辅材采用Ag粒子(类型2～5、7～9)时，则由于Ag的熔点为低于Cu熔点的960℃，与仅采用Cu粒子时相比，可以在更低的温度下进行液相烧结而得到高密度的Fe-Ag烧结合金。此外，在上述Cu粒子多的Fe-Cu烧结合金(类型4)中，采用Ag-28％Cu(共晶温度780℃)的低熔点粒子亦可。Ag粒子或Ag-Cu粒子的添加量以0.5～20％为宜，若超过20％则将成本大大上升。
当作为第1烧结辅材采用Sn粒子(类型5)时，则除改善焊接性外，还由于Sn的熔点低至230℃，可在更低的温度下进行液相烧结。Sn粒子的添加，如类型5一样与Cu粒子、Ag粒子同时添加也较为有效。Sn粒子的添加量以5％以下为宜，若超出则因FeSn2等化合物的生成会使金属粒子烧结体脆弱化。
当作为第1烧结辅材采用B粒子(类型6)时，则由于B对Fe元素呈现间隙扩散的形态，促进固体之间的相互扩散，故可在1100℃以下的较低温度下进行烧结。添加少量的B粒子呈示几乎不会恶化焊接性的特征，其添加量以0.01～1％为宜。若少于该量则效果甚微，若超过该量则易降低焊接性。B粒子除可单独添加，亦可添加Fe-B粒子、Ni-B粒子或Cu-B粒子等含有B的合金粒子。
当作为第1烧结辅材采用0.5(至0.8)％左右的C粒子(类型10～12)时，则可显著提高烙铁头部件2的耐侵蚀性，大幅度延长寿命。
当作为第2烧结辅材采用钒粒子、铌粒子、钽粒子、铬粒子、钼粒子及钨粒子中至少一种以上时，则由于高熔点的粒子分散在烧结体基体中，可推测呈示显著的耐侵蚀性，可大幅延长烙铁头的寿命。此外，为确保焊锡浸润性而不能过多使用碳时，采用第2烧结辅材作为进一步提高耐侵蚀性的方法可获得较好的效果。
以上用作烧结基材、烧结辅材的金属粒子，其粒径以200μm以下为宜，优选为50μm以下，更优选为10μm以下，更加优选为超微粒子(所谓纳米粒子)。通过使用这些小粒径的金属粒子，可以增加金属粒子烧结体的密度，可以提高焊接性或耐侵蚀性。
接着，对烙铁头部件2的制造方法进行说明。图6是制造烙铁头部件2的工序图。在工序P1中，用搅拌机混练烧结基材、烧结辅材及粘合剂(添加剂)。接着在工序P2中通过加压成形法或MIM法(金属粉末注射成形法)等加压成形，形成压粉体(赋予形状)。其形状为，与烙铁头顶端部件20大致相同的形状。其后，将压粉体从模具中取出，于工序P3在特定温度(800～1300℃)的非氧化气氛中进行烧成烧结，以形成金属粒子烧结体。在随后的工序P4中进行与烙铁头芯件10的管径配合调整的机械加工，完成烙铁头顶端部件20。接着在工序P5中将烙铁头顶端部件20通过钎焊接合在烙铁头芯件10的顶端部。钎焊使用BAg-7或BAg-8的銀焊料，在650～850℃下进行。接合除钎焊外，亦可采用压焊等方式。最后在工序P6中进行为调整尺寸精度的精加工，完成烙铁头部件2。
如此通过烧结制造烙铁头顶端部件20的粉末冶金法，对赋予形状具有较大的自由度，可以制造成近似成品形状的形状，故可缩短或省略切削加工工序。另外，与熔解法不同，无须将温度升至Fe的熔点，可减少能源消耗，减轻对环境的负担。而且，由于不需要以往使用镀铁时的排液处理，可减少对环境的不良影响，可节能并可大量生产。
特别是，若以MIM法进行工序P2的成形，则可提高形状的自由度，进行高精度成形。例如可以高精度地成形厚度为200～800μm的烙铁头顶端部件20，获得与成品相同形状的金属粒子烧结体。换言说，由于可以省略附加的机械加工，因此可以提高生产性，可以降低成本。
又，通过MIM法，使用小直径粒子可以获得高密度的金属粒子烧结体。例如，使用10μm以下的粒子(以电解铁粉或羰基铁粉为宜)可实现96％～99％的密度。
图7是通过MIM法成形的合适的烙铁头部件2e的分解立体图。烙铁头芯件10e的前端呈刀刃状地被成形，烙铁头部件20e成为覆置于其上的盖形(厚度200～800μm)。即使是具有如此尖锐的角或深凹部分的薄壁形状，亦可通过MIM法以成品形状成形。换言说，由于可以省略附加的机械加工，因此可以提高生产性，可以降低成本。
此外，图6的工序P1，是混练烧结基材、烧结辅材及粘合剂而进行的，但是，亦可采用广为人知的RIP(Rubber Isostatic Pressing)法等以不使用粘合剂。RIP法是在橡胶模的模腔内填充粉末，用上、下冲头将粉末与橡胶模一同压缩成形的粉末成形法。粉末压缩时，不仅从压力轴方向受压，还从橡胶模的变形侧面方向也会受到压缩。由于成形时不需要粘合剂或模具润滑剂，因此可以切实防止使用粘合剂带来的弊端(残留的粘合剂导致焊接性的下降等)。此外还可增大形状及尺寸的自由度，以高尺寸精度成形。
采用粉末冶金法的制造方法除此之外还有各种方法。图8是，通过同时进行烧结与烙铁头芯件的接合，制造如图9所示的烙铁头部件2a的工序图。在工序P11中，用搅拌机混练烧结基材、烧结辅材及粘合剂。接着在工序P12中通过加压成形法或MIM法等加压成形，形成压粉体(赋予形状)。其形状为，与图9(a)的金属粒子烧结体21a大致相同的圆柱形。其后，将压粉体从模具中取出，而密合在烙铁头芯件10a的顶端部上，于工序P13在特定温度(800以上且在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的熔点以下)的非氧化气氛中进行烧成烧结，以获得金属粒子烧结体21a的同时、与烙铁头芯件10a接合(图9(a)的状态)。最后在工序P14中进行为调整尺寸精度的精加工，完成烙铁头部件2(图9(B)的状态)。
如此，由于不需要以钎焊等方式接合烙铁头顶端部件20a与烙铁头芯件10a的工序，因此可以提高生产性。
图6的工序P2或图8的工序P12所示的成形，虽然可采用不加压的常压成形法，但采用加压成形法的话，可以使压粉体的密度更高，可以提高其烧结而成的金属粒子烧结体的密度。若使用液相烧结法，则可获得密度更高的金属粒子烧结体。液相烧结法是作为烧结辅材采用熔点相对较低的粒子(Cu粒子、Ag粒子、Ag-28％Cu的共晶粒子(共晶温度780℃)、Sn粒子等)，而在它们熔点以上的温度下进行烧结的方法。
图10是表示液相烧结机制的截面模式图。图10(a)表示在图6的工序P2或图8的工序P12中的加压前的状态。如该图所示，在加压前，由于烧结辅材的粒子32分散混合在烧结基材的粒子31中，因此产生了相对较大的空隙33。图10(B)表示在工序P2或工序P12加压成形之后的状态。如该图所示，加压成形后烧结基材的粒子31及烧结辅材的粒子32被塑性变形为扁平状，粒子虽密合在一起，但留着微小间隙33。图10(C)表示在图6的工序P3或图8的工序P13中进行液相烧结之后的状态。如该图所示，烧结基材的粒子31通过再结晶化进行成长，空隙被烧结辅材的粒子32填充，以增加致密性。这是由于，除基材粒子31间的固体扩散外，烧结辅材的粒子32在烧结温度下被熔融，于烧结基材的粒子31出现浸润现象，同时因界面张力的作用空隙33被其液体填充。
液相烧结法除可获得高密度的金属粒子烧结体外，与不使用该法时相比，可在相对较低的温度下进行烧结，有助于节能。
此外，亦可将烧成后的金属粒子烧结体进一步在300～500℃的温度下通过预成形锻造法或粉末锻造法赋予形状而制得烙铁头顶端部件。由于这些都是一般既知的方法，故省略详细说明，若采用这些方法，则可使粒子间的微小气孔收缩，实现高密度化。
作为其他的烧结法，还可采用通过包含冷等静压加压(CIP)或热等静压加压(HIP)的工序进行成形和烧成的方法。这些也是一般既知的方法，故省略其详细说明，当采用这些方法时，则将金属粒子烧结体塑性加工为棒状或线状，再进一步将其机械加工为烙铁头顶端部件20。图11(a)、(b)是如此获得的烙铁头部件的顶端部截面图。烙铁头部件2b、2c是将采用上述CIP或HIP得到的烙铁头顶端部件20b、20c通过钎焊接合在烙铁头芯件10b、10c的顶端制成的。
再说，作为其他的烧结法，还可采用二层烧结法。图12是采用二层烧结法时的烙铁头部件2d的分解立体图。烙铁头顶端部件20d由第1层22和第2层23构成。第1层22由上述烧结基材与烧结辅材混合而成，第2层23由Cu粒子或Cu-Cr粒子烧结而成。烙铁头顶端部件20d如此由两层金属粒子烧结体构成，可以直接赋予形状，亦可在制成如图9(a)所示的金属粒子烧结体21a的烧结体后，机械加工为图12所示的烙铁头顶端部件20d。然后，将其钎焊到由铜管构成的烙铁头芯件10d上，以致得到烙铁头部件2d。由于烙铁头芯件10d采用了铜管，因此无须进行内面加工，有助于节能。
接着，对该实施例烙铁头部件2的焊接性的评价结果进行说明。评价通过浸润扩展试验来进行。
图13是表示浸润扩展试验的试验方法的说明图。试片90为15.8mm×21.4mm×厚度1.0mm的金属粒子烧结体。作为比较，还准备了同样尺寸的镀Fe件(在铜板上以1.5mm为目标进行镀Fe，而将该镀层切削到1.0mm)。稀释助焊剂92是用异丙醇稀释了10倍的助焊剂(使用了HAKKO 001(商品名))。用于熔融的焊锡线94为φ1mm×40mm的Sn-3.0Ag-0.5Cu，并事先卷绕在φ40mm的圆棒上加以弯曲。
试验按以下方法实施。在试片90上，滴下20μl稀释助焊剂92，将焊锡线94置于其上。在该状态下加热至300～410℃，熔融焊锡30秒。之后冷却，测定焊锡线94的扩展面积。扩展面积越大，表示焊锡浸润性越高，即焊接性更良好。
下表是7种试片90(试样101～107)的成分表。
试样 名称                       成分
  Fe   Ni   Cu   C
101   镀Fe(比较用) 镀层 - - -
  102   Fe-0.5C   其余   -   -   0.5
  103   Fe-8Ni-0.5C   其余   8   -   0.5
  104   Fe-42Ni-0.5C   其余   42   -   0.5
105 *Fe   其余(高纯度) - - -
106 *Fe-10Ni   其余(高纯度) 10 - -
107 *Fe-5Cu   其余(高纯度) - 5 -
(「*Fe」表示高纯度的Fe。)                                        [质量％]
试样101是为了进行比较根据上述方法准备的Fe镀层的板。试样102～107是将表中所示的各成分粒子以MIM法成形烧成的。试验料102～107按该顺序分别对应图5所示的类型10、12、11、13、15及1。试样102～104以在MIM法中通常使用的碳素钢铁粉为材料。另一方面，试样105～107以高纯度的羰基铁粉(表示为「*Fe」)为材料。关于试验次数n，各试样都以n＝3进行。
图14是表示浸润扩展试验的试验结果的图。横轴表示温度(℃)，纵轴表示熔融焊锡的扩展面积(mm2)。如该图所示，相对于试样101(镀Fe)的扩展面积(在360℃之下为66.9mm2)，试样107(*Fe-5Cu)的扩展面积最大，其次扩展面积较大的依次为试样106(*Fe-10Ni)、试样104(Fe-42Ni-0.5C)。试样103(Fe-8Ni-0.5C)、试样105(*Fe)大致与试样101相等，试样102(Fe-0.5C)的结果差一点。
从以上的结果可确认，采用高纯度的铁粉、并添加了Ni或Cu的试样，焊接性相对镀Fe试样有了显著改善。此外还可确认，随着Ni添加量的增大焊接性的改善就越多，Cu通过比Ni少量的添加呈示显著效果等。
接着，对该实施例烙铁头部件2的耐侵蚀性的评价结果进行说明。评价通过侵蚀试验进行。侵蚀试验，对上述浸润扩展试验中效果显著的试样104、试样106、试样107进行。将这些试样以MIM法成形烧成为图3所示的烙铁头顶端部件20的形状，并将其钎焊到烙铁头芯件10上制作出图3所示的烙铁头部件2。此外为进行比较，还制作了施予了镀Fe的烙铁头部件2(试样101)。
图15是侵蚀试验的试验装置的概要图。装置由安装了以如上方式制作的各烙铁头部件2的电烙铁1、与向其供给焊锡的焊锡输送装置96构成。焊锡线98(使用了与浸润扩展试验相同的φ1mm的Sn-3.0Ag-0.5Cu)构成为，能够从焊锡输送装置96的前端向箭头方向自动地被送出。电烙铁1对焊锡线98送出方向垂直的平面倾斜30°而被固定。烙铁头部件2的顶端角为18°。
将烙铁头部件2的温度设定为400℃，并每3秒为一次从焊锡输送装置96(设定温度30℃)将焊锡线每次送出5mm。当每次送出焊锡线98时，则其前端就与烙铁头部件2相接，而熔融。与之相应，烙铁头部件2就受到些许侵蚀。在送出8000次之后，测定烙铁头部件2的侵蚀量。关于试验次数n，各试样都以n＝2来进行。
图16是表示侵蚀试验的结果的图。纵轴表示烙铁头部件2的侵蚀量(μm)。试样106(*Fe-10Ni)大致与试样101(镀铁)相同，侵蚀量较少。试样104(Fe-4Ni-0.5C)与试样107(*Fe-5Cu)的侵蚀量较之多些。
根据以上的浸润扩展试验与侵蚀试验可以确认，试样106(*Fe-10Ni)在维持以往的耐侵蚀性的同时，比以往显著改善了焊接性。因此，具备试样106的烙铁头部件2，可以不降低耐侵蚀性便可以提高焊接性。
此外可确认，通过调动各成分比率可以调节焊接性以及耐侵蚀性。虽然没包括在上述试验之中，但是通过成分调节可以不降低焊接性而提高耐侵蚀性。
还有，对上述试样101、试样104、试样106及试样107进行了维氏硬度试验。烙铁头部件2的硬度过大则受到较小冲击就易折断，过小则易弯曲。维氏硬度是仅次于焊接性与寿命的重要特性。硬度的测定条件是加重5N保持8秒。关于试验次数n，各试样都以n＝3进行。
下表是表示维氏硬度试验结果的表。
试样 名称   硬度(HV)
101   镀Fe(比较用) 139
  104   Fe-42Ni-0.5C   107
  106  *Fe-10Ni   157
  107  *Fe-5Cu   112
试样106相对试样101稍硬，试样104和试样107的硬度为试样101硬度的约八成。从以上的结果可以确认，维氏硬度与耐侵蚀性有较大关联，硬度越大耐侵蚀性越高。此外还可确认，试样106(*Fe-10Ni)从维氏硬度来看也适于作为烙铁头顶端部件20。
接着，根据图17及图18对本发明的第2实施例进行说明。图17是电热吸锡烙铁60的局部截面图。图中，在主体盒61的上部具有装卸自如地嵌在前架65与后架66之间的焊锡槽64。焊锡槽64是可从外部观察的由耐热玻璃等透明体构成的筒状物，存储吸入的熔融焊锡。在焊锡槽64的后端，设有由玻璃纤维构成的过滤器68，通过该过滤器68与后架66连通。后架66连接着真空管63，通过图外的真空泵可以减低焊锡槽64内的压力。
在前架65中插装有与焊锡槽64连通的输送管79的后端。输送管79是不锈钢制的。电热吸锡烙铁60的前端棒状部分由：在内孔贯穿有输送管79的铜制加热芯70；设于其内部的陶瓷加热器71；覆盖加热芯70外表面的保护管72；以及直接接触于焊锡、熔融该焊锡并吸取该焊锡的吸嘴51(相当于焊锡处理用烙铁头)；而构成。在加热芯70的顶端部形成有外螺纹75的同时，吸嘴51的后端形成有与其螺合的内螺纹58，使吸嘴51可装卸、更换。吸嘴51的顶端部设有贯通孔55(参照图18)，并与输送管79连通。陶瓷加热器71，通过导线62与图外的电源电缆相连。
当开启设置在主体盒61上的图外的真空吸收开关时，则可通过图外的真空泵减低焊锡槽64及输送管79内的压力。此外，当接通陶瓷加热器71的电源时，则加热吸嘴51的前端。用该加热后的顶端部接触焊锡来熔融焊锡。然后，将熔融的焊锡从吸口54(参照图18)通过吸嘴51吸入输送管79内。吸取的熔融焊锡被送至焊锡槽64内并储存起来。焊锡槽64为可装卸的，根据储存量的增加，可适当更换。
图18是图17吸嘴51附近的放大截面图。吸嘴51由：由铜或铜合金构成的烙铁头芯件52；以及设置在顶端部由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件53；而构成。烙铁头顶端部件53，在内部形成有贯通孔55，前端形成为向外部开口而吸取熔融焊锡的吸口54，后端连接于输送管79。以往的电热吸锡烙铁的吸嘴，前端外表面镀有铁的同时，内部嵌插形成有贯通孔的铁管。但如果采用本发明的该实施例，则只需在吸嘴51的顶端部设置烙铁头顶端部件53，无须镀铁，在提高生产能力的同时还可以减少环境污染物的排放。
而且该吸嘴51，与第1实施例的烙铁头部件2一样，在确保焊锡浸润性的同时，与以往的镀铁制品相比可提高对无铅焊锡的耐侵蚀性，并可延长寿命。
烙铁头顶端部件53的烧结成分及吸嘴51的制作方法等，以第1实施例的烙铁头部件2为准。
以上，对第1实施例表示的烙铁头部件2与使用它的电烙铁1、或者对第2实施例表示的吸嘴51与使用它的电热吸锡烙铁60以及它们的制造方法进行了说明，但本发明并不局限于以上述实施例，可在权利要求的范围内适当变形。
例如，烙铁头顶端部件20及烙铁头芯件53的成分，并不局限于图5或试样102～107中表示的成分，根据使用的焊锡种类及用途(重视耐侵蚀性或重视焊接性等)可以适当选择、调整。
电烙铁1具备的陶瓷加热器5及电热吸锡烙铁60具备的陶瓷加热器71，在各实施例中虽固定在主体一侧，亦可将其内置于烙铁头部件2或吸嘴51中，与它们一同更换。由此可根据烙铁头部件2或吸嘴51的形状或热容量来选用最佳特性(加热器容量等)的加热器。
用作烧结基材或烧结辅材的各粒子，并不限于混合各自独立的粒子。可将其中的部分或全部合金化，使用其合金粒子。当合金化时则可采用熔解法或机械合金化法(MA)。
产业上的利用可能性
如以上说明所表明，本发明的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部设有通过粉末冶金法制得的金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件，上述金属粒子烧结体以铁、镍、钴中的至少一种以上的元素为主要成分，因此，在使用无铅焊锡时，防止焊锡处理用烙铁头因焊锡引起的侵蚀、和提高焊接性或焊锡去除性的同时，可以根据焊锡的种类简单获得最佳烙铁头顶端部的材质，还可以减少环境污染物的排放。

Claims (26)

1、一种焊锡处理用烙铁头，是用于电烙铁或电热吸锡烙铁的烙铁头，其特征在于，
在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部设有通过粉末冶金法制得的由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件，
所述金属粒子烧结体以铁、镍、钴中的至少一种以上的元素为主要成分。
2、根据权利要求1所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，
所述金属粒子烧结体由烧结基材、或由烧结基材和烧结辅材构成，并且所述烧结基材采用从铁粒子、镍粒子及钴粒子中的至少一种以上。
3、根据权利要求2所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，用于所述烧结基材使用的铁粒子为纯度在99.5％以上的铁粉。
4、根据权利要求2或3所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，用于所述烧结基材使用的铁粒子为电解铁粉或羰基铁粉。
5、根据权利要求2至4中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体是所述烧结基材的含量为55％至99.99％的烧结体。
6、根据权利要求2至5中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，
所述金属粒子烧结体由烧结基材和烧结辅材构成，所述烧结辅材至少包括第1烧结辅材，该第1烧结辅材采用从铜粒子、银粒子、锡粒子、硼粒子及碳粒子中的至少1种以上。
7、根据权利要求6所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体是所述第1烧结辅材的含量为0.01％至40％的烧结体。
8、根据权利要求6或7所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，
所述烧结辅材还包括第2烧结辅材，该第2辅材采用从钒粒子、铌粒子、钽粒子、铬粒子、钼粒子及钨粒子中的至少1种以上。
9、根据权利要求8所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体是所述第2烧结辅材的含量为0.01％至5％的烧结体。
10、根据权利要求1至9中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，
所述金属粒子烧结体呈盖形，盖置于所述烙铁头芯件顶端部，并其厚度为200至800μm。
11、根据权利要求1至10中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于，所述金属粒子烧结体的密度在95％以上。
12、根据权利要求1至11中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，其特征在于：
具有发热体，通过所述烙铁头芯件对所述烙铁头顶端部件进行电气加热；并且可更换地被安装在电烙铁或电热吸锡烙铁上。
13、一种电烙铁，其特征在于，具有如权利要求1至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，作为可更换的烙铁头部件。
14、一种电热吸锡烙铁，其特征在于，具有如权利要求1至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头，作为可更换的吸嘴。
15、一种如权利要求2至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：
将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材用粘合剂进行混练；
通过加压成形法形成压粉体，呈与烙铁头顶端部件大致相同的形状或包含烙铁头顶端部件形状的形状；
通过将该压粉体在800～1300℃的非氧化气氛中进行烧成，形成由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件；
将该烙铁头顶端部件接合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部。
16、根据权利要求15所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
将烧成后的金属粒子烧结体进一步在300～500℃的温度下通过预成形锻造法或粉末锻造法成形，从而制得烙铁头顶端部件。
17、一种如权利要求2至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：
将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材用粘合剂进行混练；
通过加压成形法形成压粉体，呈与烙铁头顶端部件大致相同的形状或包含烙铁头顶端部件形状的形状；
将该压粉体密合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部上；
在维持该密合状态之下，在800℃以上并且在所述烙铁头芯件的熔点以下的非氧化气氛中进行烧成，从而形成由金属粒子烧结体构成的烙铁头顶端部件的同时、将该烙铁头顶端部件接合在所述烙铁头芯件的顶端部。
18、根据权利要求15至17中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用注射成形法以替代所述加压成形法。
19、根据权利要求15至17中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用不用粘合剂进行混练而仅用金属粒子进行粉末压缩成形的方法，以替代前述加压成形法。
20、根据权利要求15至19中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，采用烧成温度为所述烧结辅材熔点以上的液相烧结法。
21、一种如权利要求2至12中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于：
将如权利要求2至9中任意一项所述的烧结基材或将该烧结基材和烧结辅材，通过包含冷等静压加压或热等静压加压的工序进行成形与烧成，以形成所述金属粒子烧结体；
将该金属粒子烧结体塑性加工为棒状或线状；
进一步将其机械加工为烙铁头顶端部件；
将该烙铁头顶端部件接合在由铜或铜合金构成的烙铁头芯件的顶端部。
22、根据权利要求15至21中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
对于作为所述烧结基材和所述烧结辅材的粒子中的至少两种以上的粒子，采用通过熔解法或机械合金化法进行合金化的合金粒子。
23、根据权利要求15至22中任意一项所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
作为所述烧结基材、所述烧结辅材或所述合金粒子，采用其粒径在200μm以下的粒子。
24、根据权利要求23所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
作为所述烧结基材、所述烧结辅材或所述合金粒子，采用其粒径在50μm以下的粒子。
25、根据权利要求24所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
作为所述烧结基材、所述烧结辅材或所述合金粒子，采用其粒径在10μm以下的粒子。
26、根据权利要求25所述的焊锡处理用烙铁头的制造方法，其特征在于，
作为所述烧结基材、所述烧结辅材或所述合金粒子，采用超微粒子。
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