[發明專利]一種利用電子廢棄物制備高硬度強韌性銅基釬料的方法

在審

• 申請號: 202211067813.3
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115287460A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 鮑麗;龍偉民;楊驕;呂國志;秦建;趙愛春;丁天然
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/00;C22B15/14;C22C1/03;C22B9/05;C22B25/02;C22B25/06;C22B23/02;C22B19/30;C22B34/32;C22B11/02;C22B47/00;C22B34/34;C22B30/02
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 艾誠璐

本發明涉及釬料制備技術領域，具體為一種利用電子廢棄物制備高硬度強韌性銅基釬料的方法。本方案將廢棄電路板中的金屬篩選出來作為原材料進行制備，替代了現有釬料制備時采用單質金屬冶煉；而在合金化冶煉過程中加入0.5％?9％的P元素，也使得通過電子廢棄物制備的釬料性能達到了純金屬制備的性能。不僅免去了逐一梯次提煉單質金屬的冶煉工序回收電子廢棄物，實現短流程回收處理，還達到了“變廢為寶”的效果，既大大縮短了工藝流程，節能減排，又避免了電解液、酸性浸出液等污染物的產生，在對電子廢棄物中大部分金屬元素進行回收利用的同時，實現了資源的高效綜合利用。

技術領域

本發明涉及釬料制備技術領域，具體為一種利用電子廢棄物制備高硬度強韌性銅基釬料的方法。

背景技術

電子廢棄物，俗稱電子垃圾，包括各種被淘汰的電子儀器設備。在社會科技飛速發展的當下，電子設備的更新換代速度極快，這導致了電子廢棄物的大量產生。但電子廢棄物中，其金屬部分占比多達百分之四十，包括了銅、錫、鐵、鎳、鋁、鋅、金、銀、鉑、鈀、錳、鉬、鉍、銻、鉻、鎘、鎵等20多種金屬，所以從另一角度看，電子廢棄物也被稱作“城市礦山”，其中蘊含著大量的礦物資源。

而釬料作為釬焊工藝的填充合金，剛好是由多種金屬元素通過冶煉而成的合金，其成分隨釬焊母材變化，組份多樣。但現有的釬料都是采用純金屬作為原材料進行制備，如果能夠將電子廢棄物中的金屬作為釬料合金回收利用，并使其制備釬料的材料性能達到純金屬制備的性能，那么這既實現了對電子廢棄物的回收，也實現了對資源的高效綜合利用。

發明內容

本發明的技術問題在于廢棄電路板中含量較高的Fe元素在銅基釬料釬焊不銹鋼過程中，極易形成金屬間化合物而惡化釬焊性能。

本發明提供的基礎方案：一種利用電子廢棄物制備高硬度強韌性銅基釬料的方法，包括步驟：

S1：將電子廢棄物按金屬和非金屬分離，將分離金屬置入感應加熱爐并升溫至950-1150 攝氏度；

S2：待金屬熔煉至熔融態，將P元素以CuP合金形式與分離金屬按一定比例進行熔煉；

S3：通入還原氣體，在熔融態的金屬液表面加入覆蓋劑，保持加熱20-30min；

S4：澆筑制得銅基釬料。

本發明的原理及優點在于：S1中,將電子廢棄物按金屬和非金屬進行分離，將包括廢棄電路板在內的電子廢棄物金屬篩選出來作為原材料進行制備，將會免去逐一梯次提煉單質金屬的冶煉工序，可實現電子廢棄物短流程回收處理，既大大縮短了工藝流程，節能減排，又避免了電解液、酸性浸出液等污染物的產生，在對電子廢棄物中大部分金屬元素進行回收利用的同時，實現了資源的高效綜合利用。

S2中，因P元素能夠與Fe元素形成化合相，所以在熔煉時加入P元素能夠防止Fe元素與其它合金元素生成金屬間化合物脆性相，有利于合金釬料的加工。此外，在釬焊不銹鋼母材過程中，P元素能夠形成一種“驅動力”分離以FeNiP為主元素的相和以CuSn為主元素的相。其中，CuSn為主元素的相具有很好韌性，FeNiP為主元素的相具有較高的硬度，且前者包裹在后者的四周，能夠形成周邊具有高強韌性、中間具有高強度的釬焊接頭。

S3中，通入還原氣體，則能夠在還原原有的氧化雜質的同時，防止冶煉過程氧化。

進一步，所述電子廢棄物金屬包括廢棄電路板。

有益效果：在電子廢棄物中，廢棄電路板是金屬含量相對高的部件，其中含量最高的金屬是Cu(30～65wt.％)，含量相對高的金屬有Sn、Fe、Ni、Zn等常見基本金屬，含量相對低的Au、Ag、Pt、Pd等稀貴金屬和Mn、Mo、Bi、Sb、Cr、Cd、Ga元素等。而廢棄電路板中的Cu可以作為釬料的主成分制備銅基釬料，其他大部分元素幾乎都作為合金成分改善銅基釬料的性能。因此，選擇廢棄電路板中的金屬作為原材料，大大縮短了工藝流程，還能起到節能減排的有益效果。