一种环保型无铅合金材料及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种环保型无铅合金材料及其加工工艺，一种环保型无铅合金材料包括无铅合金和铜带，无铅合金组成元素包括锡、铟、硒，铜带为厚度0.1mm～3mm，宽度为100～400mm的铜带，一种环保型无铅合金材料加工工艺包括熔化炉熔炼制成无铅合金及利用热浸镀工艺方法在铜带表面镀无铅合金保护层，该方法获得的镀层连续均匀稳定，防止铜表面被氧化或者腐蚀，提高了镀层铜线的耐磨性、耐腐蚀性，锡铟合金中硒元素的添加，不仅提高焊料抗氧化、耐腐蚀和焊接的性能，同时也提高了合金的导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型无铅合金材料及其加工工艺
本专利技术涉及导电材料
，具体是一种环保型无铅合金材料及其加工工艺。
技术介绍
无铅合金镀层铜线在电子工业领域广泛应用，传统工业中，镀层铜线合金为锡铅合金，锡铅合金的导电性能好，焊接温度低，熔融焊料在被焊金属表面流动性好，价格低廉，一直都在各行业中广泛应用，现在研究表明，铅及其化合物通过环境循环进入人体，摄取后主要存在人体骨骼内，对影响机体代谢，对人体各组织器官都有损害，基于上述原因，无铅合金取代Sn-Pb合金成为必然趋势，现在无铅合金中以Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-In、Sn-Zn、Sn-Bi、Sn-Ag-Cu为主，这些合金都会存在一些问题，Sn-Zn合金中Zn容易氧化，导致合金可湿性差，Sn-Cu可湿性也比较差，Sn-Ag合金中Ag价格昂贵，不能大范围使用，Sn-In中In可以降低合金熔点，但价格昂贵，不能大量使用，Sn-Bi中由于Bi的特性，导致其机械强度弱，Sn-In中添加Se元素，不仅提高焊料抗氧化、耐腐蚀和提高了焊接的性能，同时Se元素也可以提高Sn-In元素的导电性能，Se元素成份简单，冶炼容易，制作成本低，Sn-In合金中铟元素可以降低合金熔点，所以热浸镀时温度可以调到较低温度进行热浸镀，Sn-In合金中加入Se元素，可以减少In合金的使用，也可以提高合金的导电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环保型无铅合金材料及其加工工艺，以解决现有技术中的问题，无铅合金中硒元素的添加，无铅合金的用途与锡铅合金的用途相似，不仅可以使无铅合金的成本可以降低，也可以提高无铅合金的导电性能，也可以减少环境污染。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种环保型无铅合金材料，无铅合金材料包括无铅合金和铜带，无铅合金的组成元素及重量配比为铟0.001%～2%，硒0.005%～1%，锡97%～99.4%，铜带为厚度0.1mm～3mm，宽度为100～400mm的铜带，锡元素生产集中度较高，柔软、易弯折，锡为合金中必不可缺的金属材料，锡单独存在时，熔点较高，铟元素可以降低焊料熔点，并且可以改善焊料的蠕变特性，减少浮渣生成，本专利技术中铟含量为0.001%～2%，如果铟含量低于0.001%，则对降低焊料溶点和提高特性没有太大效果，铟的价格昂贵，不适宜添加太多铟元素，降低产品使用成本。作为优化，在锡铟合金中添加硒元素，硒元素在光照作用下，导电性能比在黑暗中导电性能提高上千倍，在光电管、太阳能电池中均有广泛用处，硒元素在锡铟合金中不仅可以提高合金的导电率，也可以促使产品表面光洁，同时可以提高合金的抗氧化性、耐腐蚀性，提高了产品的性能，本专利技术中硒元素含量为0.005%～1%，如果硒元素含量低于0.005%，对无铅合金没有太大的效果，硒元素对重金属有解毒作用，硒元素对人体也有保健功能，是人体中不可缺少的微量元素。一种环保型无铅合金材料加工工艺包括无铅合金的制作方法和热浸镀工艺方法，无铅合金的制作方法包括熔炼、搅拌、浇注，按重量百分比称取锡、铟、硒，熔炼为锡、铟、硒三种材料按调配好的原料放入熔化炉中进行融化，取重量比为硒0.1%～0.5%、锡98.5%～99.8%的两种元素在300～400℃熔化炉中进行融化，降温至200～300℃再加入铟0.1%～1%进行三种元素熔炼，通过模具浇注成柱状无铅合金，所述融化温度控制在350℃，熔炼时降温至250℃，搅拌均匀后浇注降温至180℃，在融化时锡硒熔点比铟元素熔点高，先进入锡硒两种元素进行融化，降温后在进入铟元素，不仅节约实验成本，还防止因为物料融化速度不同，影响合金效果，通过此方法，制成无铅合金，实验操作方便，简单，无铅合金不仅可以用于镀层铜，也可以用作电子组装及热电材料。作为优化，无铅合金中重量比为铟0.1%～1%，硒0.1%～0.5重量%，锡98.5%～99.8%，锡元素生产集中度较高，柔软、易弯折，锡为合金中必不可缺的金属材料，锡单独存在时，熔点较高，铟元素可以降低焊料熔点，并且可以改善焊料的蠕变特性，减少浮渣生成，铟的价格昂贵，不适宜添加太多铟元素，降低产品使用成本，硒元素在光照作用下，导电性能比在黑暗中导电性能提高上千倍，在光电管、太阳能电池中均有广泛用处，硒元素在锡铟合金中不仅可以提高合金的导电率，也可以促使产品表面光洁，同时可以提高合金的抗氧化性、耐腐蚀性，提高了产品的性能。作为优化，锡铟硒镀层铜线加工工艺包括锡铟硒合金的制作方法和热浸镀工艺方法，该锡铟硒镀层铜线加工工艺包括以下步骤：（1）称取重量比为硒0.1%～0.5%、锡98.5%～99.8%的两种元素进行熔炼，降温再加入铟0.1%～1%进行三种元素熔炼；（2）将步骤（1）熔炼的物质进行搅拌；（3）将步骤（2）搅拌的液体进行冷却；（4）将步骤（3）冷却后的液体浇注；（5）将铜带碱性脱脂；（6）将步骤（5）脱脂后的铜带进行水洗；（7）将步骤（6）水洗后的铜带酸洗；（8）将步骤（7）水洗后的铜带进行烘干；（9）将步骤（8）酸洗后的铜带水洗；（10）将步骤（9）水洗后的铜带进行烘干；（11）将步骤（10）烘干后的铜带活化处理；（12）将步骤（11）活化处理的铜带预加热；（13）将步骤（12）处理后的铜带放入步骤（4）中进行热浸镀；（14）将步骤（13）热浸镀的铜带进行后处理；（15）对步骤（14）得到的铜带进行检验；（16）对步骤（15）检验合格后得到成品。作为优化，该锡铟硒镀层铜线加工工艺包括以下步骤：（1）称取重量比为硒0.1%～0.5%、锡98.5%～99.8%的两种元素在300～400℃熔化炉中进行融化，降温至200～300℃再加入铟0.1%～1%进行三种元素熔炼，在融化时锡硒熔点比铟元素熔点高，先进入锡硒两种元素进行融化，降温后在进入铟元素，不仅节约实验成本，还防止因为物料融化速度不同，影响合金效果，为了铟、硒、锡三种元素在熔化炉中完全融化，同时可以有利于杂质的彻底融化，熔渣上浮，便于清渣和除气，减少铸件的夹渣和气孔缺陷；（2）将步骤（1）熔化的物质通过磁场作用进行搅拌，至搅拌均匀，为了提高无铅合金材料的均匀性；（3）将步骤（2）搅拌后的液体冷却，冷却温度至160～200℃，采用较低温度，可以有利于降低金属液中的气体溶解度、也太收缩量和高温金属液对型腔表面的烘烤，避免产生气孔、粘砂和缩孔等缺陷；（4）将步骤（3）搅拌均匀后的液体通过浇注工具浇注，使得金属液浇注成铸件；（5）将铜带在浓度为0.3%～2%，所述脱脂温度为30～60℃的溶液中碱性脱脂，可以去掉铜带表面的油污，热浸镀时可以使铜线浸镀均匀、光滑；（6）将步骤（5）脱脂后的铜带进行2～3次水洗，水洗可以去除铜带表面的碱性脱脂液，防止影响后续的酸洗效果，也可以后续防止热浸镀时浸镀不均匀；（7）将步骤（6）水洗后的铜带进行烘干，烘干温度为75～85℃，烘干为了不影响后续的酸洗液浓度，影响铜带酸洗质量；（8）将步骤（7）水洗后的铜带在浓度为10%～20%稀H2SO4，温度为20～60℃中进行酸洗，酸洗为可以去除铜带表面的氧化物，热浸镀时可以是铜带浸镀均匀、光滑；（9）将步骤（8）酸洗后的铜带进行2～3次水洗，可以去除铜带表面的铜离子以及酸性物质；（10）将步骤（9）水洗后的铜带进行烘干，烘干温度为75～85本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型无铅合金材料，其特征在于：无铅合金材料包括无铅合金和铜带。

【技术特征摘要】
1.一种环保型无铅合金材料，其特征在于：无铅合金材料包括无铅合金和铜带。2.根据权利要求1所述的一种环保型无铅合金材料，其特征在于：所述无铅合金的组成元素及重量配比为铟0.001%～2%，硒0.005%～1%，锡97%～99.4%，所述铜带为厚度0.1mm～3mm，宽度为100～400mm的铜带。3.根据权利要求2所述的一种环保型无铅合金材料，其特征在于：所述无铅合金的组成元素及重量配比为铟0.1%～1%，硒0.1重量%～0.5%，锡98.5%～99.8%。4.一种环保型无铅合金材料加工工艺，其特征在于：无铅合金材料加工工艺包括以下步骤：（1）称取重量比为硒0.1%～0.5%、锡98.5%～99.8%的两种元素进行熔炼，降温再加入铟0.1%～1%进行三种元素熔炼；（2）将步骤（1）熔炼的物质进行搅拌；（3）将步骤（2）搅拌的液体进行冷却（4）将步骤（3）冷却后的液体浇注；（5）将铜带碱性脱脂；（6）将步骤（5）脱脂后的铜带进行水洗；（7）将步骤（6）水洗后的铜带酸洗；（8）将步骤（7）水洗后的铜带进行烘干；（9）将步骤（8）酸洗后的铜带水洗；（10）将步骤（9）水洗后的铜带进行烘干；（11）将步骤（10）烘干后的铜带活化处理；（12）将步骤（11）活化处理的铜带预加热；（13）将步骤（12）处理后的铜带放入步骤（4）中进行热浸镀；（14）将步骤（13）热浸镀的铜带进行后处理；（15）对步骤（14）得到的铜带进行检验；（16）对步骤（15）检验合格后得到成品。5.根据权利要求4所述的一种环保型无铅合金材料加工工艺，其特征在于：该无铅合金材料加工工艺包括以下步骤：（1）称取重量比为硒0.1%～0.5%、锡98.5%～99.8%的两种元素在300～400℃熔化炉中进行融化，降温至200～300℃再加入铟0.1%～1%进行三种元素熔炼；（2）将步骤（1）熔化的物质通过磁场作用进行搅拌，至搅拌均匀；（3）将步骤（2）搅拌后的液体冷却，冷却温度至160～200℃；（4）将步骤（3）搅拌均匀后的液体通过浇注工具浇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶乐敏，
申请(专利权)人：陶乐敏，
类型：发明
国别省市：浙江,33