[發明專利]柔性耐氧化高導熱Sn-Li-In錫鋰合金

在審

• 申請號: 201810065607.6
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108193084A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C13/00
• 分類號: C22C13/00;C22C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了柔性耐氧化高導熱Sn?Li?In錫鋰合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Li:1.4?1.8wt.%,In:1.5?3.6wt.%,Sc:0.2?0.4wt.%,Hf:0.2?0.4wt.%，Ag:0.2?0.4wt.%,Ce:0.1?0.2wt.%,余量為錫。該錫鋰合金具有傳統錫合金不具備的高導熱和耐氧化性能，以及純錫的柔軟性,熔點在120?140度。使得合金在發熱量大，且需要器件輕量化的場合有了進一步的具體應用，便于工業化大規模應用。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種錫鋰合金。

背景技術

錫是一種銀白色的金屬，其熔點低、可塑性好、耐腐蝕、抗疲勞、無毒性。錫的強度和硬度不高，但具有適用的機械性能，因此在與鋁、銅等組成合金后，其強度和硬度均大為提高，其抗蠕變性能也大幅度被提高。一般而言,錫合金具有如下的優點:1:) 錫基合金熔點低，熔液流動性好，制備技術比較簡單，易熔焊、釬焊和塑性加工，強度硬度接近于低碳鋼，耐壓、耐磨性能比較好。2:)有良好的重熔性和重鑄性，殘廢料便于回收和重熔反復利用，且性能變化不大。機械加工性好，容易得到光亮的表面。價格比低熔點合金便宜，原料供應方便。

錫合金被廣泛應用于電子、信息、電器、化工、冶金、建材、機械、食品包裝，原子能及航天工業等。按照使用領域,錫合金主要可以分為: 1:) 錫焊料:，絕大部分錫焊料用于電子工業。由于焊接工藝的改進，焊料用量有所減少，但隨著電子工業(包括計算機、電視和通訊系統)的迅速發展，錫用量仍在穩步增長。2:)耐腐蝕構件:錫合金化后不僅能增加強度，而且還可改善其承載能力和賦予良好的耐腐蝕性能。可用于制造電工彈簧和線材，制造在腐蝕性環境中使用的閥門等零件，制造澆鑄件、鍛壓件或燒結件等。3:)軸承合金:由于錫合金具有表面滯留潤滑油膜的性質和良好的耐磨性能，所以它是制造軸承的理想材料。4:)其它合金:錫器合金、易熔合金和印刷合金等。

人們不斷追求合金成本，材料性能和加工性能的最佳組合的來滿足日益提升的要求。目前，在歐美、日本等發達國家已經通過幾十年的努力對錫合金材料進行了多方位的創新。我國所需要的高端錫合金也多從德國，瑞典等發達國家進口。開發具備特殊性能錫合金有兩種方法，一種是加入合金元素通過固溶強化來強化基體，另一種是通過加入第二相強化相形成錫基復合材料。在錫合金中加入鋰后，通過優化合金的成分和配比能使得錫合金的傳熱系數達到接近純錫的傳熱系數。隨著我國工業的快速發展，開發新型高導電性能的錫合金已成為必然。

錫鋰合金具有很獨特的性能：(1)質量輕。鋰的加入讓錫鋰合金的密度比多數合金的密度都要低。且隨著鋰含量的增加，其密度還會進一步降低; (2) 強度高。錫鋰合金有很高的強度，其強度不會因為鋰含量的增加而發生明顯變化，而且可以通過添加銅、鎂、鋅等元素進一步提高合金的強度; (3) 剛度高。錫鋰合金擁有很高的剛度，抗變形能力強，其剛度隨著鋰含量的增加還會進一步提高; (4) 抗疲勞。錫鋰合金抗疲勞性能優異，使用壽命長; (5) 良好的延展性。錫鋰合金擁有良好的延展性能，可以有效降低錫鋰合金的加工難度。

錫鋰合金在熔煉過程中極易發生燃燒，甚至爆炸。這是因為鋰的氧化物和氮化物的體積小于生成這些化合物所消耗的金屬的體，因此其氧化物和氮化物不足以包覆金屬表面。形成的氧化膜和氮化膜疏松多孔且很脆，氧可通過氧化膜和氮化膜的孔隙與合金熔體繼續作用，釋放出大量的熱并導致錫鋰熔體燃燒。因此，錫鋰合金產業化的一個重要課題是如何阻止錫鋰合金在大氣環境下冶煉時的高溫氧化燃燒。目前，常用的阻燃方法是熔劑保護法與氣體保護法。這些方法存在鑄件易產生熔劑夾雜、污染環境以及設備和工藝復雜等缺點。