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Title:
ENVIRONMENTALLY FRIENDLY TIN, ZINC AND MANGANESE ALLOY BAR FOR WELDING AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/032215
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are an environmentally friendly tin, zinc and manganese alloy bar for welding and a preparation method therefor, wherein the tin, zinc and manganese alloy bar is composed of the following components: tin accounting for 68-70% of the total weight of the alloy bar, zinc accounting for 28-30% of the total weight of the alloy bar, and manganese accounting for 1-2.5% of the total weight of the alloy bar. The manganese element added in the tin, zinc and manganese alloy bar achieves the purpose of preventing the oxidization of zinc.

Inventors:
SUN FEI (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/001647
Publication Date:
March 06, 2014
Filing Date:
December 07, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SUZHOU JINCANG ALLOY NEW MATERIAL CO LTD (CN)
SUN FEI (CN)
International Classes:
C22C13/00; B23K35/26; C22C1/02
Foreign References:
CN102787256A2012-11-21
JP2003188529A2003-07-04
CN1481970A2004-03-17
KR20060099579A2006-09-20
Other References:
HE, ZIKAI: "Application and development of lead-free solder", NONFERROUS METALS (EXTRACTIVE METALLURGY), no. 4, 2001, pages 46
Attorney, Agent or Firm:
LIAN & LIEN IP ATTORNEYS (CN)
北京连和连知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种用于焊接的环保锡锌锰合金棒,其特征在于,由以下组分组成: 占合金棒总重量 68-70%的锡, 占合金棒总重量 28-30%的锌, 占合金棒总 重量 1-2.5%的锰。

2. 根据权利要求 1 所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 其特征在 于, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 69%的锡, 占合金棒总重量 29%的 锌, 占合金棒总重量 2%的锰。

3. 根据权利要求 1 所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 其特征在 于, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 68%的锡, 占合金棒总重量 28%的 锌, 占合金棒总重量 1%的锰。

4. 根据权利要求 1 所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 其特征在 于, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 70%的锡, 占合金棒总重量 30%的 锌, 占合金棒总重量 2.5%的锰。

5. 一种如权利要求 1至 4中任一项权利要求所述的用于焊接的环保锡 锌锰合金棒的制备方法, 其特征在于, 包括以下步骤:

1 )按照配比将锡、 锌置于工频电炉内, 加热至 600°C-680°C完全熔化 后保温至 550°C ; 同时将锰单独置于干锅炉内, 加热至 1280°C-1300°C使 其完全熔化;

2 ) 将完全熔化的液态锰均匀添加到正在保温的锡锌液态合金中并充 分搅拌, 表面覆盖石墨粉以防止其氧化;

3 )保温 40-45分钟后, 升温至 1350°C, 并开启工频电炉的振动装置, 采用水平连铸方法铸造成实心合金棒材;

4) 将步骤 3 ) 得到的合金棒的一端制成拉拔段;

5 ) 将步骤 4 ) 得到的合金棒进行剥皮;

6) 将步骤 5 ) 得到的合金棒拉伸为成品规格。

6. 根据权利要求 5所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒的制备方法, 其特征在于, 步骤 2) 中, 用特制石墨工具对完全熔化的液态合金进行搅 拌。

7. 根据权利要求 6所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒的制备方法, 其特征在于,步骤 2)中的石墨粉为高纯度鳞片状石墨粉,覆盖厚度为 30-35 mm。

8. 根据权利要求 7所述的用于焊接的环保锡锌锰合金棒的制备方法, 其特征在于, 步骤 5 ) 中, 采用高精度钨钢薄皮模对合金棒进行剥皮。

Description:
一种用于焊接的环保锡锌锰合金棒及其制备方 法 技术领域 本发明涉及合金棒材领域,具体涉及一种用于 焊接的环保锡锌锰合金 棒及其制备方法。 背景技术 市场上现有的焊接材料一般为两种: 一种为锡银铜合金, 另一种为锡 铅合金。随着 ROHS在电子工业中的禁铅指令的政策实施,含 的锡焊材 料已经不能满足高标准的环保要求。而锡银铜 合金的应用难点不仅仅是要 求焊炉温度比原来铅合金高 30°C, 而且其成本也比锡铅合金高 25%, 更 重要的是此温度的提高会大大降低暴露元器件 的稳定性。 因此, 锡锌合金 被进一步研究。 但是, 锌的氧化阻止了这种合金的应用。 发明内容

本发明的目的在于提供一种用于焊接的环保锡 锌锰合金棒及其制备 方法。

为了实现上述发明目的, 本发明采用的技术方案如下:

一种用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 由以下组分组成: 占合金棒总重 量 68-70%的锡, 占合金棒总重量 28-30%的锌, 占合金棒总重量 1-2.5%的 锰。 在本发明的一实施例中,用于焊接的环保锡锌 锰合金棒可以由以下组 分组成: 占合金棒总重量 69%的锡, 占合金棒总重量 29%的锌, 占合金棒 总重量 2%的锰。 在本发明的另一实施例中,用于焊接的环保锡 锌锰合金棒可以由以下 组分组成: 占合金棒总重量 68%的锡, 占合金棒总重量 28%的锌, 占合金 棒总重量 1%的锰。

在本发明的又一实施例中,用于焊接的环保锡 锌锰合金棒可以由以下 组分组成: 占合金棒总重量 70%的锡, 占合金棒总重量 30%的锌, 占合金 棒总重量 2.5%的锰。 一种用于焊接的环保锡锌锰合金棒的制备方法 , 包括以下步骤:

1 )按照配比将锡、 锌置于工频电炉内, 加热至 600°C-680°C完全熔化 后保温至 550°C ; 同时将锰单独置于干锅炉内, 加热至 1280°C-1300°C使 其完全熔化。

2 ) 将完全熔化的液态锰均匀添加到正在保温的锡 锌液态合金中并充 分搅拌, 表面覆盖石墨粉以防止其氧化;

3 )保温 40-45分钟后, 升温至 1350°C, 并开启工频电炉的振动装置, 采用水平连铸方法铸造成实心合金棒材;

4) 将步骤 3 ) 得到的合金棒的一端制成拉拔段;

5 ) 将步骤 4 ) 得到的合金棒进行剥皮;

6) 将步骤 5 ) 得到的合金棒拉伸为成品规格。

在本发明的实施例中, 步骤 2) 中, 可以用特制石墨工具对完全熔化 的液态合金进行搅拌。

在本发明的实施例中, 步骤 2) 中的石墨粉可以为高纯度鳞片状石墨 粉, 覆盖厚度可以为 30-35 mm。 在本发明的实施例中, 步骤 5 ) 中, 可以采用高精度钨钢薄皮模对合 金棒进行剥皮。

本发明公开的用于焊接的环保锡锌锰铜合金棒 在保证原有传统焊接 材料性能的同时, 将铅元素取代, 满足了 ROHS要求; 此外, 添加的锰元 素达到了阻止锌的氧化的目的,而且在大大降 低了材料成本的同时还提高 了焊接载体的稳定性。 具体实施方式 以下结合实施例对本发明作进一步说明,但并 非限制本发明的应用范 围。

实施例 1

用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 69%的锡, 占合金棒总重量 29%的锌, 占合金棒总重量 2%的锰。 上述用于焊接的环保锡锌锰合金棒由以下步骤 制得:

步骤一: 按照配比将锡、 锌置于工频电炉内, 加热至 600°C-680°C完 全熔化后保温至 550°C ; 同时将锰单独置于干锅炉内,加热至 1280°C-1300

°〇使其完全熔化。 步骤二:将完全熔化的液态锰均匀添加到正在 保温的锡锌液态合金中 并充分搅拌, 表面覆盖石墨粉以防止其氧化, 厚度约为 30-35mm。

步骤三: 保温时间 40-45分钟后, 重新升温至 1350°C, 并开启工频电 炉的振动装置,振动频率为 1次 /秒。采用水平连铸方法铸造成外径为 25mm, 长度为 1500mm的实心合金棒材。 步骤四: 用制头机将合金棒的一端制成长度为 100mm, 直径为 15mm 的拉拔段。

歩骤五: 用高精度钨钢薄皮模将合金棒剥皮一次至 21mm。

步骤六: 用成品模将合金棒多次拉伸为 8mm, 公差为 +/-0.05mm,长度 定尺为 1000mm,公差为 +l/-0mm。 步骤七: 包装并入库。

实施例 2 用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 68%的锡, 占合金棒总重量 28%的锌, 占合金棒总重量 1%的锰。 上述用于焊接的环保锡锌锰合金棒成品通过与 实施例 1相同的方法得 到。 实施例 3

用于焊接的环保锡锌锰合金棒, 由以下组分组成: 占合金棒总重量 70%的锡, 占合金棒总重量 30%的锌, 占合金棒总重量 2.5%的锰。 上述用于焊接的环保锡锌锰合金棒成品通过与 实施例 1相同的方法得 到。

比较例 1

锡银铜合金棒由以下组分组成: 占合金棒总量 96.5%的锡, 占合金棒 总量 3.0%的银, 占合金棒总量 0.5%的铜。

上述锡银铜合金棒采用本领域公知的方法得到 。

比较例 2

锡铅合金棒由以下组分组成: 占合金棒总量 63%的锡, 占合金棒总量 37%的铅。 上述锡铅合金棒采用本领域公知的方法得到。

本发明的用于焊接的环保锡锌锰合金棒以及锡 银铜合金棒和锡铅合 金棒的机械性能如表 1所示。

表 1

以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并非用来限定本发明的实施范 围; 如果不脱离本发明的精神和范围, 对本发明进行修改或者等同替换, 均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。