一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统，其包括2个以上的熔化精炼炉、中间保温炉、Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉，熔化精炼炉、中间保温炉、Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉依次连接并从高到低依阶梯式设置；使用本实用新型专利技术可以获得夹渣、夹杂、气含量少的锡基合金熔体，铸造后可得到组织成分高度均匀、外观光亮、抗氧化效果佳的高品级锡基合金铸锭，利用该合金铸锭为原料制备焊料，极大的提高了锡基电子焊料的使用性能。电子焊料的使用性能。电子焊料的使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统


[0001]本技术涉及一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统，属于金属材料及冶金


技术介绍

[0002]近十年来，锡消费结构发生变化，锡焊料消费快速增长，占锡消费总量的近一半份额，已取代镀锡板成为锡的最大消费领域，锡及铅、铜、银、铟、金等元素配制成的合金焊料，正越来越广泛的被应用于电子半导体封装领域。逐步形成的以锡为基础的合金，包括Sn63Pb37、Sn60Pb40、Sn55Pb45、Sn50Pb50等有铅体系合金以及Sn—Ag系、Sn—Ag—Cu系、Sn—Cu系、Sn—Cu—Ni系、Sn—Zn系、Sn—Bi系等锡基无铅体系合金通常被加工成焊条、焊丝、焊球、焊粉、焊片等焊料产品，应用于电子产品的封装中，已经成为电子半导体实现电气互连的不可或缺的焊接材料。
[0003]目前常采用中频炉进行合金配制，先将高熔点金属投入中频炉中熔化后再投入锡等低熔点金属，由于中频炉的电磁搅拌作用，熔化形成的合金成分均匀，但高温熔体与空气接触，发生氧化反应，生成金属氧化物，其中部分金属氧化比较彻底，易浮于熔体表面形成浮渣，氧化不彻底的则容易形成粘渣，少量粘渣会进入到熔体中形成夹渣；为了减少氧化渣，通常的做法是在中频炉里添加覆盖剂或木炭等阻断氧与熔体的接触，但依然不能完全避免氧化的发生。
[0004]合金熔体浇铸成锭，在后期生产中，使用熔锡炉将合金锭熔化，再制造成焊条、焊丝、焊球、焊粉、焊片等焊料产品。合金的熔化及静置过程也会发生氧化形成渣，浮渣比较容易去除，但对于基体中粘渣目前尚无有效解决方法，造成最终焊料产品存在少量氧化夹渣，导致在焊接时，空洞率增加，存在的氧化夹渣越多，焊接的空洞率越高。焊接空洞过多会严重的影响到电子产品的性能，焊接层中空洞的存在将影响焊接的机械性能，降低导热、导电性能，降低链接强度、延展性、蠕变和疲劳寿命，空洞的生长可以连接延展裂纹进而导致失效；焊料中的空洞还可能增加焊点的应力应变，同时还会导致局部过热，降低焊点的可靠性，最终导致焊点失效，因此，非常有必要开发出一种装置，减少锡及锡合金熔体中的夹渣、粘渣，提高锡基电子焊料的使用性能。

技术实现思路

[0005]本技术旨在提供一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统，解决上述存在的现有技术难题。
[0006]本技术锡基合金熔体精炼净化过滤系统包括包括2个以上的熔化精炼炉、中间保温炉、Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉，熔化精炼炉、中间保温炉、Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉依次连接并从高到低阶梯式设置。
[0007]所述熔化精炼炉包括炉壳Ⅰ、搅拌器Ⅰ、热电偶Ⅰ、下液管Ⅰ，搅拌器Ⅰ、热电偶Ⅰ分别设置在炉壳内，下液管Ⅰ设置在炉壳Ⅰ底部并与炉壳Ⅰ连通，下液管Ⅰ上设施有阀门，下液管Ⅰ内
设置有陶瓷加热芯Ⅰ，搅拌器Ⅰ、陶瓷加热芯Ⅰ分别与电源连接，下液管Ⅰ与中间保温炉连通，炉壳Ⅰ内底部设置有加热电阻。
[0008]所述中间保温炉包括炉壳Ⅱ、搅拌器Ⅱ、热电偶Ⅱ、下液管Ⅱ，搅拌器Ⅱ、热电偶Ⅱ设置在炉壳Ⅱ内，下液管Ⅱ设置在炉壳Ⅱ底部并与炉壳Ⅱ连通，下液管Ⅱ内设置有陶瓷加热芯Ⅱ，下液管Ⅱ上设置有阀门，搅拌器Ⅱ、陶瓷加热芯Ⅱ分别与电源连接，炉壳Ⅱ顶部开有进气口、出气口，炉壳Ⅱ内底部设置有加热电阻，下液管Ⅱ与Ⅰ级方炉连通。
[0009]所述Ⅰ级方炉包括炉体、炉盖、过滤网、下液管Ⅲ，2个过滤网设置在炉体内将炉体内分为3个腔室（左腔室、中间腔室、右腔室），中间保温炉的下液管Ⅱ与2个过滤网之间的腔室（中间腔室）连通，左腔室和右腔室底部分别设置有一根下液管Ⅲ，下液管Ⅲ上设置有阀门，炉盖上设置有进气管和出气管，炉体底部设置有加热电阻；Ⅱ级方炉结构与Ⅰ级方炉结构相同，Ⅰ级方炉的2个下液管Ⅲ的出液口与Ⅱ级方炉的中间腔室连通，下液管Ⅲ、下液管Ⅳ内设置有与电源连接的陶瓷加热芯；
[0010]其中过滤网包括固定隔板、2个硅酸盐垫棉、不锈钢滤网、活动隔板；不锈钢滤网设置在2个硅酸盐垫棉之间，固定隔板、活动隔板分别固定在2个硅酸盐垫棉两侧；
[0011]所述Ⅰ级方炉中的不锈钢滤网上孔的孔径为100
‑
300目，Ⅱ级方炉中的不锈钢滤网上孔的孔径为300
‑
800目，不锈钢为304不锈钢。
[0012]所述Ⅲ级方炉包括炉体、炉盖、过滤网、下液管
Ⅴ
，过滤网包括固定隔板、2个硅酸盐垫棉、泡沫陶瓷过滤板、活动隔板；2个过滤网设置在炉体内将炉体内分为3个腔室，Ⅱ级方炉的2个下液管Ⅳ的出液口分别与Ⅲ级方炉内的左腔室和右腔室连通，下液管
Ⅴ
设置在炉体的中间腔室底部，下液管
Ⅴ
上设置有阀门，下液管
Ⅴ
内设置有与电源连接的陶瓷加热芯，炉盖上设置有进气管和出气管，炉体底部设置有加热电阻；其中Ⅲ级方炉中泡沫陶瓷过滤板上孔的孔径为20ppi、30ppi、40ppi、50ppi或60ppi；材质可以是刚玉、碳化硅、氧化锆等。
[0013]上述结构下液管中使用的阀门为常规市售阀门，或者结构为包括把手、顶柱、上基座、下基座，上基座固定在炉壳Ⅰ、炉壳Ⅱ或炉体（Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉的炉体）顶部，顶柱穿过上基座并与上基座螺纹连接，顶柱上端上固定有把手，下基座固定在炉壳Ⅰ、炉壳Ⅱ或炉体内底部，下基座上开有锥形出液口，锥形出液口与下液管Ⅰ、下液管Ⅱ、下液管Ⅲ、下液管Ⅳ或下液管
Ⅴ
的进液口连通，顶柱底端设置在锥形出液口内并与锥形出液口相配合。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]本技术主要考虑到锡基合金焊料原料用锡基合金中存在夹渣、夹杂、粘渣、气体等缺陷而设计的，利用本技术首先在熔化精炼炉中精炼去除锡基合金熔体所含气体及部分夹渣、夹杂后，添加微量元素进行抗氧化调质处理，然后在中间保温炉进行搅拌调温后，进一步通过Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉中的过滤网过滤分离较大颗粒氧化物，最后通过Ⅲ级方炉的带泡沫陶瓷过滤板的过滤网过滤去除熔体中微小尺寸的夹渣、粘渣；使用本技术可以获得夹渣、夹杂、气含量少的锡基合金熔体，铸造后可得到组织成分高度均匀、外观光亮、抗氧化效果佳的高品级锡基合金铸锭，利用该合金铸锭为原料制备焊料，极大的提高锡基焊料的使用性能。
附图说明
[0016]图1是锡基合金熔体精炼净化过滤系统结构示意图；
[0017]图2是熔化精炼炉结构示意图；
[0018]图3是中间保温炉结构示意图；
[0019]图4是Ⅰ级方炉的炉体部分结构示意图；
[0020]图5是Ⅰ级方炉或Ⅱ级方炉的炉盖部分结构示意图；
[0021]图6是Ⅰ级方炉或Ⅱ级方炉纵向剖视结构示意图；
[0022]图7是Ⅲ级方炉的炉体结构示意图；
[0023]图8是Ⅲ级方炉的炉盖结构示意图；
[0024]图9是固定隔板结构正视（左）或侧剖视（右）示意图；
[0025]图10是活动隔板结构正视（左）或侧剖视（右）示意图；
[0026]图11是过滤网的安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡基合金熔体精炼净化过滤系统，其特征在于：包括2个以上的熔化精炼炉（1）、中间保温炉（2）、Ⅰ级方炉（3）、Ⅱ级方炉（4）、Ⅲ级方炉（5），熔化精炼炉、中间保温炉、Ⅰ级方炉、Ⅱ级方炉、Ⅲ级方炉依次连接并从高到低阶梯式设置。2.根据权利要求1所述的锡基合金熔体精炼净化过滤系统，其特征在于：熔化精炼炉（1）包括炉壳Ⅰ（6）、搅拌器Ⅰ（7）、热电偶Ⅰ（8）、下液管Ⅰ（9），搅拌器Ⅰ（7）、热电偶Ⅰ（8）分别设置在炉壳Ⅰ（6）内，下液管Ⅰ（9）设置在炉壳Ⅰ（6）底部并与炉壳Ⅰ连通，下液管Ⅰ上设施有阀门，下液管Ⅰ内设置有陶瓷加热芯Ⅰ（10），搅拌器Ⅰ（7）、陶瓷加热芯Ⅰ（10）分别与电源连接，下液管Ⅰ与中间保温炉（2）连通，炉壳Ⅰ（6）内底部设置有加热电阻。3.根据权利要求1所述的锡基合金熔体精炼净化过滤系统，其特征在于：中间保温炉（2）包括炉壳Ⅱ（11）、搅拌器Ⅱ（12）、热电偶Ⅱ（13）、下液管Ⅱ（14），搅拌器Ⅱ（12）、热电偶Ⅱ（13）设置在炉壳Ⅱ（11）内，下液管Ⅱ（14）设置在炉壳Ⅱ（11）底部并与炉壳Ⅱ连通，下液管Ⅱ内设置有陶瓷加热芯Ⅱ，下液管Ⅱ上设置有阀门，搅拌器Ⅱ（12）、陶瓷加热芯Ⅱ分别与电源连接，炉壳Ⅱ（11）顶部开有进气口（15）、出气口（16），炉壳Ⅱ（11）内底部设置有加热电阻，下液管Ⅱ（14）与Ⅰ级方炉（3）连通。4.根据权利要求3所述的锡基合金熔体精炼净化过滤系统，其特征在于：Ⅰ级方炉包括炉体、炉盖、过滤网（18）、下液管Ⅲ（17），2个过滤网（18）设置在炉体内将炉体内分为3个腔室，中间保温炉的下液管Ⅱ（14）与2个过滤网（18）之间的腔室连通，左腔室和右腔室底部分别设置有一根下液管Ⅲ（17），下液管Ⅲ（17）上设置有阀门，炉盖上设置有进气管和出气管，炉体底部设置有加热电阻（28）；Ⅱ级方炉（4）结构与Ⅰ级方炉结构相同，Ⅰ级方炉的2个下液管Ⅲ（17...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家涛，郭绍雄，白海龙，何棋，李才巨，万伟超，赵玲彦，李伟超，
申请(专利权)人：云南锡业集团控股有限责任公司研发中心，
类型：新型
国别省市：