CN1799759A - 一种无铅焊料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接材料，尤其涉及一种无铅，并在高温焊接条件下，具有很好的抗氧能力的无铅焊料及其制备方法。该焊料的组成重量百分比为：Cu0.1－2％、Ni0.001－0.5％、Ce0.0001－0.1％、P或Ga0.0001－0.1％、和Sn余量组成。Ce0.0001－0.1％、Cu0.1－2％、Ni0.001－0.5％、P0.0001－0.1％、和Sn余量。Ni0.001－0.5％、Cu0.1－2％、Ce0.0001－0.1％、Ga0.0001－0.1％、和Sn余量。本发明的无铅焊料具有：有利于环境保护，有效地避免操作人员铅中毒，焊料在高温焊接时，极少氧化渣，具有抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料，尤其涉及一种无铅，并在高温焊接条件下，具有很好的抗氧能力的无铅焊料及其制备方法。
背景技术
电子工业的焊接材料主要以锡铅合金为主，虽然锡铅合金具有优异的焊接性能，但铅是有毒物质，进入人体后在骨骼中不断积累且不易排出，造成操作人员铅中毒，根据现有的许多技术资料，无铅焊料的使用普通基于Sn-Ag-Cu系。但现有的无铅焊料，在高温下进行焊接时，往往焊渣过多，桥接缺陷较多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服上述已有技术的不足之处，而提供一种环保高温抗氧化焊料，该焊料不含铅，其锡炉氧化渣少，桥接点质量高的无铅焊料及其制备方法。
本发明无铅焊料及其制备方法，该焊料的组成重量百分比为：
Cu0.1-2％、Ni0.001-0.5％、Ce0.0001-0.1％、P或Ga0.0001-0.1％、和Sn余量组成。
Ce0.0001-0.1％、Cu0.1-2％、Ni0.001-0.5％、P0.0001-0.1％、和Sn余量。
Ni0.001-0.5％、Cu0.1-2％、Ce0.0001-0.1％、Ga0.0001-0.1％、和Sn余量。
本发明的制备方法采用以下步骤：
(1)制备中间合金配比为：
SnCu∶Sn90％ Cu10％；
SnNi∶Sn98％ Ni2％；
SnCe∶Sn97.5％ Ce2.5％。
(2)SnCu中间合金的制备可按常规熔炼合成，熔化搅匀后锡铜合金静置30分钟后铸锭。
SnCe中间合金的制备
投入＞99.95％纯锡锭熔化后升温至大于900℃放入覆盖剂使锡液面隔绝空气中之氧气，然后将金属铈用专用工具固定揿入锡液不断搅动以加速熔化，得熔化后，降温搅拌均匀后铸锭备用。
SnNi中间合金的制备
投入＞99.95纯锡锭熔化后升温至大于1600℃，投入纯镍料，待镍材熔化后。静置30分钟后铸锭。
(3)SnCuNiCe条及合金锭的制备
把纯锡熔化后，升温至480℃-520℃，然后投入SnCu、SnNi、SnCe中间合金熔化后，搅拌15分钟，去渣去杂后铸成挤压所需的锡锭或锡条。
本发明的无铅焊料具有以下优点：
有利于环境保护，有效地避免操作人员铅中毒，焊料在高温焊接时，极少氧化渣，具有抗氧化能力，焊接后锡炉能保持更长时间的无氧化状态，焊接时比普通的Sn-Ag-Cu系更少的焊接缺陷，焊点表面特别光亮，有效地提高了焊接质量。
具体实施方式
下面结合具体实施对本发明作进一步详细说明，但本发明的内容不局限于实施例。
实施例 无铅焊料配方
| 成分 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Cu(％) | 0.1 | 0.1 | 2 | 2 | 1.0 | 1.2 |
| Ni(％) | 0.001 | 0.001 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | 0.3 |
| Ce(％) | 0.001 | 0.0001 | 0.1 | 0.1 | 0.08 | 0.068 |
| P | 0.0001 | 0.1 | 0.063 | |||
| Ga | 0.0001 | 0.1 | 0.072 | |||
| Sn | 99.8979 | 99.8988 | 97.3 | 97.3 | 98.757 | 98.36 |
制备方法
由于Cu、Ni、Ce是高熔点元素，为了平衡锡基冶炼中之熔点，因此必须采取中间合金工艺。
中间合金配比
SnCu∶Sn90％ Cu10％；
SnNi∶Sn98％ Ni2％；
SnCe∶Sn97.5％ Ce2.5％。
制造工艺装备
1、特制吹氧排气熔炼炉(燃料为焦炭)
2、1.5千瓦吹风机
3、石墨坩埚#50
4、不锈钢专用工具
5、搅拌硬木棍(要干燥)
6、铸锭模具
7、测温计
制备方法
1、SnCu中间合金的制备
SnCu之中间合金铜元素在锡基中是比较稳定，可以按常规熔炼合成，但是熔化搅匀后锡铜合金液要静置30分钟后铸锭，以达到细化结晶、提高焊接润湿之目的。
2、SnCe中间合金的制备
投入＞99.95％纯锡锭熔化后升温至大于900℃放入覆盖剂使锡液面隔绝空气中之氧气，然后将金属铈用专用工具固定揿入锡液不断搅动以加速熔化。待熔化后，降温搅拌均匀后铸锭备用。一定要使用覆盖剂，防止燃烧氧化形成Ce的化合物和铈的升华。
3、SnNi中间合金的制备
由于镍是高熔点金属，熔点近1500℃，用真空电炉或钛坩埚代价太贵，所以在冶炼过程中，只要尽量不使Sn熔液热量流失，使用石墨坩埚还是能够成功的，搅拌要用干燥的木棍(不能用金属棒)。
投入＞99.95纯锡锭熔化后升温至大于1600℃，投入纯镍料，待镍材熔化后。静置30分钟后铸锭。
4、SnCuNiCe条及金锭的制备
在SnCu、SnNi、SnCe中间合金冶炼成功的基础上，采用上述无铅焊料配方配比的方案，把纯锡熔化后，升温至480℃-520℃，然后投入SnCu、SnNi、SnCe中间合金熔化后搅拌15分钟，去渣去杂后铸成挤压所需的锡锭或锡条。
Claims (4)
1、一种无铅焊料及其制备方法，其特征是该焊料的组成重量百分比为：Cu 0.1-2％、Ni 0.001-0.5％、Ce 0.0001-0.1％、P或Ga 0.0001-0.1％、和Sn余量。
2、根据权利要求1所述的无铅焊料，其特征是组成重量百分比为：Ce 0.0001-0.1％、Cu 0.1-2％、Ni 0.001-0.5％、P 0.0001-0.1％、和Sn余量。
3、根据权利要求1所述的无铅焊料，其特征是组成重量百分比为：Ni 0.001-0.5％、Cu 0.1-2％、Ce 0.0001-0.1％、Ga 0.0001-0.1％、和Sn余量。
4、根据权利要求1所述的无铅焊料的制备方法，其特征是该制备方法采用以下步骤：
(1)制备中间合金配比为：
SnCu：Sn90％ Cu10％；
SnNi：Sn98％ Ni2％；
SnCe：Sn97.5％ Ce2.5％。
(2)SnCu中间合金的制备可按常规熔炼合成，熔化搅匀后锡铜合金静置30分钟后铸锭，
SnCe中间合金的制备
投入＞99.95％纯锡锭熔化后升温至大于900℃放入覆盖剂使锡液面隔绝空气中之氧气，然后将金属铈用专用工具固定揿入锡液不断搅动以加速熔化，得熔化后，降温搅拌均匀后铸锭备用，
SnNi中间合金的制备
投入＞99.95纯锡锭熔化后升温至大于1600℃，投入纯镍料，待镍材熔化后。静置30分钟后铸锭，
(3)SnCuNiCe条及合金锭的制备
把纯锡熔化后，升温至480℃-520℃，然后投入SnCu、SnNi、SnCe中间合金熔化后，搅拌15分钟，去渣去杂后铸成挤压所需的锡锭或锡条。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105252163A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-20 | 广东中实金属有限公司 | 一种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝及制备方法 |
| CN105414795A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 中山翰华锡业有限公司 | 一种耐低温抗氧化无铅焊锡及其制备方法 |
| CN105829016A (zh) * | 2013-10-31 | 2016-08-03 | 阿尔法金属公司 | 无铅、无银焊料合金 |
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2006
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