一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及自動設備技術領域，具體設及到一種抗氧化錫焊料合金的烙煉裝 置。
【背景技術】
[0002] 焊接是電子裝配中的重要工藝過程，波峰焊實現了電路板的焊接自動化，使電子 產品制造成本大為降低，是目前電子裝配中的主要焊接方法。與手工焊接、浸焊相比，波峰 焊接效率更高，焊接質量更佳。但由于波峰焊接過程中，烙化的液態(tài)錫焊料在不斷噴涌，底 部焊料被錫累吸上從噴口不斷噴出，與空氣接觸產生大量氧化錫渣。為降低錫焊料的出渣 率，減少損耗，研發(fā)人員發(fā)現在焊料合金中添加憐（P)、錯（Ge)等元素，可W有效的降低焊 料使用過程中的氧化速度，減少氧氣化渣。
[0003] 針對W上問題，申請?zhí)枮?00610013240. 0公布了一種無鉛焊料合金的配方原理， 但對于配制工藝方法描述并不具體；申請?zhí)枮?00610033080. 6公布了一種無鉛焊料合金 及其制備方法，對各種合金的制備工藝進行了比較詳細的表述，但對于制備裝置沒有描述， 各種合金的制備過程中產生的一些問題沒有考慮，如P的燃點為40°C，如何保證P從室溫到 投放至超過300°C烙爐的過程中不被燒損；申請?zhí)枮?01420428296. 2,公布了一種高效數 控錫焊料生產設備，該專利技術的設備為一密閉性能較好的烙煉爐，物料從加料漏斗添加 原料并通過真空攬拌保證混合過程中原料不燒損，但運一專利的局限性在于對于低燃點的 P等元素，在加料過程中，爐內完全抽真空前運段時間內，大部分P將暴露在高溫空氣中燒 損，從而造成配比不準確，另外該裝置的加料口較小，不適合于工廠批量生產，因主要原料 錫一般都是錠狀，加料漏斗只能添加粉狀、粒狀的小尺寸原料，無法添加錠狀的大塊原料。 綜上所述，對于焊料合金的制備工藝，仍然存在一些技術問題，焊料精確配比的問題亟待解 決。

【發(fā)明內容】

[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型專利研究設計了一種錫焊料抗氧化合金的烙煉 裝置，其目的在于：設計活動爐蓋，適用于大批量生產；加料口設有冷卻裝置，防止微量元 素添加時燒損或氧化；在爐內裝氮氣管，保證爐內正壓，確保高溫錫爐在密封性能不高的情 況下，烙煉過程是在無氧環(huán)境下實行。確保錫焊料合金在大批量生產時保證配比精確，從而 實現產品質量的穩(wěn)定性。
[0005] 本實用新型所采用的技術方案如下：一種抗氧化錫焊料合金的烙煉裝置，包括爐 體、爐蓋、攬拌機、攬拌支架、導軌支架、加料系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、升降系統(tǒng)，爐蓋固定 在可升降的攬拌支架上，爐蓋上裝有加料裝置、熱電偶、氮氣管，攬拌軸從爐蓋中屯、通過；加 料裝置前端設有冷卻裝置；攬拌支架通過滑軌固定在導軌支架上，可W上下活動；導軌支 架與爐體固定在一起；爐體外部為金屬，內部由耐火隔熱材料構成，電熱絲固定在耐火材料 擱成的溝槽內，爐體上面為不誘鋼或鑄鐵相蝸。
[0006] 優(yōu)選地，所述攬拌器支架配有電動或液壓升降系統(tǒng)。
[0007] 優(yōu)選地，所述耐火材料為耐火磚、耐火泥，有耐火隔熱性能。
[0008] 優(yōu)選地，所述相蝸材料為耐腐蝕的不誘鋼或鑄鐵材質，通過螺栓固定在爐體上。
[0009] 本實用新型的有益效果包括：
[0010] 本實用新型的有益效果：本實用新型的錫焊料抗氧化合金的烙煉裝置采用爐蓋升 降、爐內氮氣正壓、微量元素加料口加冷卻裝置的方式，可W很好的解決錫焊料烙煉中材料 燒損及氧化的現象，錫焊料的合金成份可W得到有效控制，抗氧化性能得到提高和穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型一種抗氧化錫焊料合金的烙煉裝置的整體結構示意圖；
[0012] 圖2為本實用新型一種抗氧化錫焊料合金的烙煉裝置的工作狀態(tài)示意圖。
[0013] 圖中：1 -導軌支架；2 -攬拌器支架；3 -氮氣管；4 -熱電偶；5 -攬拌電機；6 -攬拌軸；7 -加料口；8 -冷卻水套；9 -爐蓋；10 -石棉密封墊；11 -相鍋；12-液態(tài)焊料； 13-爐體；14-電熱絲；15-耐火材料。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0015] 一種錫焊料抗氧化合金的烙煉裝置，如圖1、2所示，包括導軌支架1、攬拌器支架 2、氮氣管3、熱電偶4、攬拌電機5、攬拌軸6、加料口 7、冷卻水套8、爐蓋9、石棉密封墊10、 相鍋11、液態(tài)焊料12、爐體13、電熱絲14、耐火材料15。攬拌軸6與攬拌電機5轉軸相聯(lián) 接，攬拌電機5通過法蘭固定在攬拌器支架2上，攬拌器支架2通過滑軌固定在導軌支架1 上，并通過液壓或電動方式控制攬拌器支架2的升降動作；氮氣管3、熱電偶4、加料口 7固 定在爐蓋9上，爐蓋9則固定在攬拌支架上，加料口 7前端設有冷卻水套8,由循環(huán)水系統(tǒng)提 供低溫冷卻水；相蝸11固定在爐體13上，保證不與電熱絲14接觸，相蝸11上面裝石棉密 封墊10,保證爐蓋9與相蝸11之間的良好密封；電熱絲14用耐高溫材料綁扎固定在耐火 材料15溝槽中，耐火材料由耐火磚、耐火泥擱筑而成。
[0016] 工作過程：
[0017] 將攬拌器支架2升至最高，往相蝸11內投入大塊原料（如錫錠、鉛錠等），加熱至 原料完全烙化。降下攬拌器支架2到最低點，此時攬拌軸6浸入液態(tài)焊料中，爐蓋9壓住相 蝸11上面的密封石棉墊；啟動電機5帶動攬拌軸6轉動，將原料里的雜質浮渣攬出，升起攬 拌器支架2,將液態(tài)焊料12表面的浮渣清除；降下攬拌器支架2至最低，通過氮氣管3向爐 內充入氮氣，并保持爐內氣壓略大于室外。當爐內的空氣完全被氮氣替代時，打開加料口 7 上的冷卻水套8,讓加料口 7溫度降低至30°CW內，加將運、Ge等微量元素從加料口 7加入 爐內，加完后將加料口 7用蓋子蓋住，可W節(jié)省氮氣。因爐內無氧氣，加入的微量原料，可 W在攬拌軸6有效的攬拌下，完全溶解入焊料合金，保證焊料成份的精確配比。 陽〇1引 實施例：
[0019] W常見的Sn99. 3化0. 7焊料合金為例，相鍋11容量設計為200kg。添加 Ge比例為 50PPM，用于改善焊料的潤濕性和抗氧化能力，添加 P比例為100PPM，用于提高焊料的表面 抗氧化能力，須要注意的是P在錫焊料中的抗氧化能力僅限于300°C W下，制備過程中（特 別是在空氣環(huán)境操作時）超過此溫度可能損失部分抗氧化能力。
[0020] 升起攬拌器支架2,往相鍋11內加入錫錠198. 57Kg，爐溫設置為320°C，加熱至錫 錠完全烙化；降下攬拌器支架2,啟動攬拌電機5,攬拌15分鐘，將液態(tài)錫金屬內部雜質及浮 渣攬出，升起攬拌器支架2,用不誘鋼勺子清除液態(tài)錫表面的浮渣，降下攬拌器支架2打開 氮氣閥，通過氮氣管3向爐內充氮氣10分鐘，爐內空氣基本被排出。保持進氣壓力稍高于 大氣壓，將厚度為0.5mm的銅片剪成長寬各為20mm左右的大小，通過加料口 7向爐內添加 準備好的銅片1. 4Kg，啟動攬拌電機5攬拌30分鐘，至銅片完全溶入液態(tài)錫中。打開加料 口冷卻水，使加料口溫度降低至30°C W下，稱lOg金屬Ge，敲碎后從加料口 7添加到爐內， 充分攬拌15分鐘后，將爐內液態(tài)焊料12溫度降到280±1(TC，取粉狀紅憐20g從加料口加 入，充分攬拌15分鐘。將液態(tài)焊料12溫度降至250±10°C，關閉氮氣閥，升起攬拌支架2， 清除液態(tài)焊料12表面浮渣。在液態(tài)焊料12的左邊位置取樣品①，中間位置取樣品②，右邊 位置取樣品③，送檢成份合格后將爐內焊料誘鑄在特定模具上，即制成高性能的抗氧化錫 焊料合金。
[0021] 按上述方法進行烙煉操作，制得焊料產品299. 4Kg，損耗0.服g(其中檢測損耗 0. 2Kg)。
[0022] 在制備焊料過程中，都是在無氧的氣氛保護下烙煉，產生的氧化渣極少，除去檢測 樣品，總損耗僅為0.2%。由檢測結果分析，利用本實用新型技術制備的錫焊料，成份均勻， 合金比例控制精確，產品質量優(yōu)良。
[0023] 按照上述方法取的樣品①、②、③，并根據GB/T9491-2002及GB/T 10574. 13-2003 標準，采用電感截合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES法）進行成份測試，其結果如表1。
[0024] 表1樣品①、樣品②、樣品③成份檢測對比結果 陽0巧]
[0026] 由表1中實驗測試對比數據中，W本實用新型專利工藝與裝置制備的產品：銅含 量與配制比例最大偏差0. 02%，同一爐中各樣品間含量偏差為0. 01% ;Ge含量與配制比例 最大偏差值為2PPM，各樣品間偏差值為1PPM ;P含量與 '配制比例最大偏差值為2PPM，各樣 品間偏差值為1PPM。
[0027] 由檢測結果可知，用本實用新型專利制備的抗氧化錫焊料合金，成份均勻，各合 金元素比例控制精確，適合大批量生產。
[0028] 上述實施方式只是本實用新型的優(yōu)選實施例，并不是用來限制本實用新型的實施 與權利范圍的，凡依據本實用新型申請專利保護范圍所述的內容做出的等效變化和修飾， 均應包括于本實用新型申請專利范圍內。
【主權項】
1. 一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置，其特征在于，包括爐體、爐蓋、攪拌機、攪拌支 架、導軌支架、加料系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、升降系統(tǒng)，爐蓋固定在可升降的攪拌支架上， 爐蓋上裝有加料裝置、熱電偶、氮氣管，攪拌軸從爐蓋中心通過；加料裝置前端設有冷卻裝 置；攪拌支架通過滑軌固定在導軌支架上，可以上下活動；導軌支架與爐體固定在一起；爐 體外部為金屬，內部由耐火隔熱材料構成，電熱絲固定在耐火材料砌成的溝槽內，爐體上面 為不銹鋼或鑄鐵坩堝。2. 根據權利要求1所述的一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置，其特征在于，所述攪拌 器支架配有電動或液壓升降系統(tǒng)。3. 根據權利要求1所述的一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置，其特征在于，所述耐火 材料為耐火磚、耐火泥，有耐火隔熱性能。4. 根據權利要求1所述的一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置，其特征在于，所述坩堝 材料為耐腐蝕的不銹鋼或鑄鐵材質，通過螺栓固定在爐體上。
【專利摘要】本實用新型提供了一種抗氧化錫焊料合金的熔煉裝置，包括爐體、爐蓋、攪拌機、攪拌支架、導軌支架、加料系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、升降系統(tǒng)，爐蓋固定在可升降的攪拌支架上，爐蓋上裝有加料裝置、熱電偶、氮氣管，攪拌軸從爐蓋中心通過；加料裝置前端設有冷卻裝置；攪拌支架通過滑軌固定在導軌支架上，可以上下活動；導軌支架與爐體固定在一起；爐體外部為金屬，內部由耐火隔熱材料構成，電熱絲固定在耐火材料砌成的溝槽內，爐體上面為不銹鋼或鑄鐵坩堝。本實用新型的錫焊料抗氧化合金的熔煉裝置采用爐蓋升降、爐內氮氣正壓、微量元素加料口加冷卻裝置的方式，錫焊料的合金成份可以得到有效控制，抗氧化性能得到提高和穩(wěn)定。
【IPC分類】C22C13/00, C22C1/02
【公開號】CN205188401
【申請?zhí)枴緾N201520802811
【發(fā)明人】黃澤偉
【申請人】廣東臺錫金屬工業(yè)有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月15日