[發明專利]一種錫硒中間合金的制備方法

有效

• 申請號: 201110179342.0
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102248331A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 戴國水;錢國統;張小龍;薛建平
• 申請（專利權）人: 紹興市天龍錫材有限公司
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40;B23K35/14
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 江助菊

技術領域

本發明涉及一種無鉛焊料的制備方法，尤其是錫硒中間合金的制備方法。

背景技術

錫焊料廣泛應用于電子元件焊接，錫焊料分為錫鉛焊料和無鉛焊料，由于傳統的錫鉛焊料受到環保制約而在眾多領域被禁用，目前除了某些特殊領域，無鉛焊料已取代了錫鉛焊料。

由于無鉛焊料與錫鉛焊料相比，在潤濕性能方面存在較大的差距，因而人們不斷研究提高無鉛焊料潤濕性能的方法，而在無鉛焊料中添加改良元素提高其潤濕性能是主要的技術途徑之一。大量的研究表明，在無鉛焊料中添加重量百分比為0.002～0.010%的硒，可以明顯提高其潤濕性和抗氧化性能。硒為黑灰色六方晶系元素，熔點為217℃，沸點684.9℃，密度為4.81g/cm³,單質硒是一種低毒物質，但熔融的硒極易與空氣中的氧反應生成劇毒的二氧化硒，二氧化硒熔點為315～317℃，于340～350℃升華。錫硒二元合金相圖顯示，錫硒二元合金的液相線溫度最高達860℃，因此在以錫為基體的無鉛焊料中直接添加硒不僅非常危險，也是非常不經濟的，同樣也難以保證合金成分的均勻性。現有常規技術是將錫和硒配制成二元中間合金，用錫硒二元中間合金添加到無鉛焊料中，配制成所需的含硒無鉛焊料成分。

配制錫硒中間合金，由于硒上述特性和錫硒二元合金相圖的特點，在熔化的錫中直接添加硒，硒迅速熔化，并在硒周圍與錫形成高濃度的金屬間化合物，由于來不及熔解在錫熔體中而浮在金屬液表面，部分熔化的硒來不及與錫形成金屬間化合物也浮在金屬液表面，兩者均與空氣中的氧迅速反應生成劇毒的二氧化硒，并揮發到空氣中，對環境和作業人員帶來危害，同時也大量損失硒元素。如果采用真空或惰性氣體保護爐配制錫硒中間合金，由于其合金的液相線溫度高達860℃，勢必將金屬的溫度控制在較高的水平，及考慮到錫和硒形成的金屬間化合物密度遠小于錫而浮在表面上，因此不僅會消耗大量的電能，而且仍有部分硒會汽化而損失，且對設備的要求非常高。因此錫硒中間合金的制備難度大、要求高，目前國內市場很難采購到產品。

發明內容

本發明為解決現有技術在使用中，存在的問題，提供一種錫硒中間合金產品的制備方法。

本發明解決現有問題的技術方案是一種錫硒中間合金制備方法，步驟如下

1）????熔化錫澆鑄成擠壓坯錠，并切除澆口；

2）????擠壓坯錠截面上徑向加工有一個或至少三個盲孔，所述的盲孔底部與坯錠底部相距10~15mm；

3）????根據擠壓坯錠的重量及硒含量的要求，稱取所需的硒粒重量，與錫粉按照1:1~2比例充分混合均勻，填入擠壓坯錠的盲孔內，上部預留有10~15mm空間，用錫銅合金制成的堵桿堵上；

4）????加熱擠壓坯錠，加熱溫度為135~165℃，保持時間不少于20分鐘；

5）????將加熱的擠壓坯錠放入擠壓機模具內擠壓成8~12mm的錫硒中間合金棒材，模具溫度不高于150℃；

6）????錫硒中間合金棒材收卷后，截除不含硒棒材的頭部和尾部部分。稱取余留部分重量，將所用硒粒重量除以本步驟獲得的錫硒中間合金重量，再乘以100%，即為錫硒中間合金實際的含硒重量百分數。

作為本發明方法的進一步改進，所述的一個盲孔設置于擠壓坯錠的軸心線位置。

作為本發明方法的進一步改進，所述的一個盲孔設置于擠壓坯錠的軸心線位置，其他盲孔以擠壓坯錠軸心線為中心，均布于擠壓坯錠截面上。

作為本發明方法的進一步改進，所述的盲孔孔徑為5~8mm。

作為本發明方法的進一步改進，所述的均布于擠壓坯錠上的多個盲孔孔心距擠壓坯錠軸心線的最大距離為擠壓坯錠直徑的0.2～0.3倍，盲孔數量根據所配制的中間合金硒含量確定

作為本發明方法的進一步改進，當擠壓坯錠直徑大于72mm，盲孔孔心距擠壓坯錠軸心線的最大距離為擠壓坯錠直徑的0.3倍；當擠壓坯錠直徑在72mm，盲孔孔心距擠壓坯錠軸心線的最大距離為擠壓坯錠直徑的0.25倍；當擠壓坯錠直徑小于72mm，盲孔孔心距擠壓坯錠軸心線的最大距離為擠壓坯錠直徑的0.2倍。

作為本發明方法的進一步改進，所述的步驟5）擠壓模具中，擠壓坯錠上堵桿朝上放置。

本發明與現有技術相比，具有以下突出優點：