一种高温无铅焊锡丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温无铅焊锡丝，其涉及焊锡丝生产领域，其按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅‑铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。其省去铅加入的同时还能够保证较高的熔点，进而有利于减少对环境的污染。同时其制备方法较为简单，适合大规模进行生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高温无铅焊锡丝及其制备方法
本专利技术涉及焊材生产领域，特别涉及一种高温无铅焊锡丝及其制备方法。
技术介绍
焊锡丝是一种合金焊料，通常在使用电烙铁焊接时，采用焊锡丝作为焊料。为了方便使用者，其通常被设置为粗细不一的“丝”状卷，使用者可在使用的时候将其抽出，配合电烙铁使用即可。焊锡丝可将电子元器件固定在电路板上。当其被加热到一定温度后，其将被熔化，使被焊接的元器件与电路板连接在一起，待熔点冷却后，即凝固形成固定的焊点。而现有焊锡丝材料多为有铅焊锡丝，采用有铅焊锡丝制造的各种电子产品被废弃或者在回收利用的过程中，都会对环境造成铅污染，给人们的健康带来极大的危害。目前，高铅高温焊锡丝(含铅85%以上的)由于替代材料较少,在国内外一直被沿用,常规无铅焊锡丝在最近几年陆续问世，例如锡银系焊锡丝、锡铜系焊锡丝、锡锌系焊锡丝、锡银铜系焊锡丝等。现有的无铅焊锡丝主要围绕着共晶点及附近小的波动范围内展开，焊锡丝熔点较低，而高温无铅焊锡丝则很少，例如，可以替代含铅90%的高铅高温焊锡等无铅焊锡目前就不存在。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高温无铅焊锡丝，其保证了在不添加铅的情况下，焊锡丝还能够具有较高的熔点，进而既提高了温度也满足了需要，另外其制备方法也比较的简单，适合大规模进行生产。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高温无铅焊锡丝，按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅-铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。通过采用上述技术方案，首先锡和银及钨能够形成锡-钨和锡-银合金，它们的熔点接近于锡-铅合金的熔点。这样在保证原有要求的情况下，也省去了铅的添加，从而能够减少对环境的污染，以及避免焊接过程中人体吸入含铅烟雾，而造成不可逆的损伤。同时，添加的铈不仅能够细化晶柱，增加塑性，改善加工性能，同时由于铈拥有较强亲锡的能力，铈会优先与锡化合，这些优先析出、分布均匀的化合物能够成为进一步的非均质形核中心，使得焊锡丝的组织进一步的细化，同时也减少了焊锡丝中块状的Cu6Sn6化合物的数量，改善了焊锡丝的组织分布，从而使焊锡丝的力学性能得到提高。另外，由于铈和锡的化合，在一定程度上使得焊锡丝在熔融焊接的时候，能够降低锡气化的概率，从而也就能够降低了焊接人员患锡尘肺的概率。再者，铟能够降低银的熔化温度，引起液态金属过热度增大，流动性增强，从而能够改善焊锡的铺展性能。并且锡、铟能够形成置换式固溶体。置换式固溶体由于溶质原子的存在及原子尺寸的差别，将引起弹性应变—点阵畸变，形成Cottrell气团，Cottrell气团有钉扎位错和阻滞位错滑移的能力。锡、铟的置换式固溶强化作用使接头的强度得到一定程度的提高。并且，将硅通过采用铜—硅中间合金引入到材料当中，Sn能与铜—硅中间合金的枝晶偏析加重，使得浇铸完成之后的焊锡丝当中的合金热轧组织的细化，使得合金力学性能的影响显著，便于对焊锡进行后续的加工。再者，由于焊锡丝在储藏的时候往往会因为吸收空气中的水蒸气，而变得潮湿，从而就会影响焊锡丝的结构强度，进而发生碎裂的问题。并且，在焊接的过程中由于吸收的水分在被加热之后又会变成水蒸气，进而就容易造成熔融焊丝的爆溅。而贝壳粉的主要成份为碳酸钙，其能够起到隔绝焊锡丝内部与空气的接触，从而能够降低焊锡丝吸水的概率。其次，其涂布在焊锡丝表面的时候，能够增强焊锡丝的成型结构，降低焊锡丝碎裂的概率。并且，焊锡丝在焊接的过程中，贝壳粉中的碳酸钙会分解成氧化钙和二氧化碳，而氧化钙又能够吸收焊锡丝内部产生的水蒸气，从而也就进一步降低了焊锡丝在焊接过程中发生爆溅的可能性。优选为，所述助溶剂为丙二醇和二乙二醇丁醚的混合物，且所述丙二醇和二乙二醇丁醚的质量比为1：1.3。通过采用上述技术方案，将丙二醇和二乙二醇丁醚的混合物作为助燃溶剂，其能够有助于各有机组分与金属元素进行充分的混合。同时，它们在焊锡丝的储存过程中也能够成为焊锡丝的防腐剂，从而能够减少焊锡丝被腐蚀的概率。优选为，所述成膜剂为乙酸异戊酯和苯甲酸乙酯的混合物，且乙酸异戊酯和苯甲酸乙酯的质量比为1：1.4。通过采用上述技术方案，利用乙酸异戊酯和苯甲酸乙酯的混合物来作为成膜剂，其能够在焊点的表面形成一层保护膜，防止焊点的氧化。优选为，所述表面活性剂为OP-10。通过采用上述技术方案，将OP-10作为表面活性剂，主要是其是非离子表面活性剂，其有利于提高焊锡丝在熔融状态时的浸润性。优选为，所述贝壳粉还经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。通过采用上述技术方案，经过酶解之后的贝壳粉，内部会产生甲壳素，其具有较强的粘性，能够促进贝壳粉之间以及贝壳粉和焊锡丝内芯之间进行牢固粘附，从而有利于提高焊锡丝的成型效果。同时，甲壳素具有较强的杀菌抑菌的效果，这样也就有助于焊锡丝在储存的过程中不易出现发霉的问题，进而也就保证了焊锡丝的使用质量。一种高温无铅焊锡丝的制备方法，包括以下步骤：S1、按规定质量份数，将硅-铜合金粉、钨粉、银粉、铈粉和钪粉加入到熔炼炉中进行熔融混合；S2、按规定质量份数，将锡粉、镍粉、铟粉、镓粉和砂轮灰加入S1的熔炼炉中再次进行熔融混合；S3、按规定质量份数，将松香粉、助焊剂、表面活性剂、成膜剂和苯并三唑加入到搅拌器中进行搅拌，之后转移到S2的熔炼炉中进行混合，得到半成品；S4、将半成品进行浇铸成型，之后再切割、拉拔并涂布上贝壳粉，制成成品高温无铅焊锡丝。通过采用上述技术方案，先将温度高的合金或者金属进行熔融之后，再将较低温度的金属加入到熔炼炉中进行熔融，这样有利于保证各金属和合金能得到充分的化合。优选为，S4在涂布贝壳粉之前，先用车床磋去半成品的氧化表面。通过采用上述技术方案，磋去氧化表面的半成品，其表面会变得比较的平整度，从而有利于贝壳粉的涂布。优选为，利用车床磋去氧化表面之后，再利用强酸对半成品进行酸洗。通过采用上述技术方案，这样能够使半成品的表面形成一层质地比较严密的氧化膜，从而能够有效地隔绝焊锡丝内芯与空气的接触，从而也就能够降低焊锡丝吸潮的概率。优选为，S2中待锡粉、镍粉、铟粉、镓粉和砂轮灰加入之后，再加入脱氧剂进行脱氧处理。通过采用上述技术方案，加入脱氧剂是为了除去金属中的氧元素，从而有利于提高各金属和合金之间的化合效率。并且，也有利于提高焊锡丝的韧性，避免焊锡丝发生断裂的概率。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、锡和钨以及银能够形成的锡-钨-银合金，其熔点接近于锡-铅合金的熔点，从而在高温熔点的情况下，也提高了环境保护的作用；2、焊锡丝的表面涂布有贝壳粉，这样不仅能够提高焊锡丝的成型效果，同时也能够降低焊锡丝内芯的吸水效率，减少焊锡丝在焊接过程中发生爆溅的概率；3、贝壳粉经过酶解处理后，会产生甲壳素，而甲壳素不仅能够增强贝壳粉附着在焊锡丝上的强度，同时也能够增强焊锡丝的抑菌能力，从而也就降低了焊锡丝在储存过程中发霉的概率。附图说明图1是高温无铅焊锡丝的制备工艺流程图。具体实施方式以下结合附图1对本专利技术作进一步详细说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅‑铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。

【技术特征摘要】
1.一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅-铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。2.根据权利要求1所述的一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：所述助焊剂为丙二醇和二乙二醇丁醚的混合物，且所述丙二醇和二乙二醇丁醚的质量比为1：1.3。3.根据权利要求1所述的一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：所述成膜剂为乙酸异戊酯和苯甲酸乙酯的混合物，且乙酸异戊酯和苯甲酸乙酯的质量比为1：1.4。4.根据权利要求1所述的一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：所述表面活性剂为OP-10。5.根据权利要求1所述的一种高温无铅焊锡丝，其特征在于：所述贝壳粉还经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭斌，
申请(专利权)人：昆山双达锡业制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32