[发明专利]一种稀土锡铅焊料

说明书

本发明是软钎焊料的一种，是属于合金领域。

一般在散热器，冷却器制造行业及电器，电子仪表等制造行业所应用的软钎焊料采用50%及58-2锡铅焊料（代号为HlSnPb50焊料和HlSnPb58-2焊料，这些焊料含锡量为40-50%一般具有良好的漫流性、润湿性和填充性等特性。根据国家锡铅焊料标准GB3131-82，其主成分中锡含量为39-41%，锑含量为1.5-2.0%，铅为余量，其余为杂质，但是它熔点较高，达235℃，焊接后元件表面不光洁，而且容易变形，同时杂质不易精炼除净，使焊接处引起脆裂，而且锡价格较高另外根据1979年10月25日的DE-2910950Al可用于把铅及其合金纤焊到铜，不锈钢，青铜等金属的含有镉，锑等铅基焊料，其具体成分为（重量百分比，铅81%、镉17%、锑0.2～1%、锡0.5～2%。

本发明的目的是为了提高原焊料的性能，包括物理和化学特性。

本发明的内容是提供一种稀土锡铅焊料，它含有（重量%）锡17～22%、锑0.5～1.3%、镉0.8～1.6%、铜0.09～0.7%、铋1.5～5%、铝0.5～1%、硅0.08～0.3%、稀土元素铈0.2～0.6%，余量为铅及杂质。

在配制本焊料时，加入稀土元素后熔点降低、脱氧、变性中和、排除杂物，铜可降低合金偏折倾向。

在上述焊料中最佳配方（重量%）锡19.5～21%、锑0.8～1.1%、镉1.3～1.5%、铜0.2～0.6%、铋5.1～5.3%、铝0.7～0.8%、硅0.08～0.3%、稀土元素铈0.3～0.5%，余量为铅及杂质。

新焊料的熔炼方法采用电炉或坩埚炉二种、用甲、乙、丙、丁四种物质熔炼而成;

甲：由锡、铋、镉三种金属组成，在温度为300℃～350℃坩埚炉中熔炼、搅拌均匀、保温后浇注。

乙：由铅、锑、铜三种金属组成，在500℃～700℃坩埚炉中熔炼、搅拌均匀、保温后浇注。

丙：由铝硅二种金属在600℃～700℃坩埚炉中熔炼、搅拌均匀、保温后浇注。

丁：是稀土金属铈。

将甲、乙、丙、丁四种物质在温度为C420°-570°的电炉或坩蜗炉中溶炼，其中丁种物在最后以压入法加入，搅拌均匀，保温后浇注入模、可根据不同的规格要求浇注在各种模具中。

本发明的稀土锡铅焊料，熔点为180℃～185℃之间，比常用的焊料熔点低、润湿性好、渗透力强。因此，不仅有减少焊件变形，焊接性能好，表面光洁，而且可以大量节约锡材，降低了产品的成本（每吨焊料可降低成本400元），经济效益明显。

在进行本发明的稀土锡铅焊料生产时，其配制合金时具体操作如下：

（一）配制甲物质合金前清洁坩埚熔炉，炉底铺一层木炭粒覆盖层，炭粒直径小于10毫米，层厚15～30毫米。在坩埚预热至200℃～250℃时，先投入锡，待锡熔化，再投入铋，铋溶化后，搅拌均匀，然后投入镉，熔化后继续搅拌。当温度升到320℃～350℃时，充分搅拌恒温5分钟加入适量石蜡，最后用0.05%氯化铵精炼除气，搅拌2～4分钟，将熔液光面的浮渣扒净。在炉温达350℃时进行不间断快速浇注。

（二）配制乙物质合金：清炉加覆盖层，炉温升至200℃～250℃时先投入铅，熔化后再投入锑，加热升温至500℃～520℃，全部熔化后充分搅拌均匀，再投入铜升温至550℃～560℃，全部熔化后进行充分搅拌。当温度降至420℃～450℃时加适量石蜡，再用0.05%氯化铵精炼除气搅拌。静置2～4分钟，将熔液表面杂质扒净，在 350℃时快速不间断注入模具。

（三）配制丙种合金：清炉加覆盖层同上加热后先投入铝，至760℃铝熔化再加入硅待硅熔化，投入氯化钠、氯化钾两种溶剂，投放量各为总熔液重量的2%，加温至760℃2℃时扒渣处理，搅拌并静止15-20分钟后浇铸入模。

（四）总熔炼：清炉加覆盖层，同上加温至250℃投入甲种物质至420℃～450℃时投入乙物质熔化后投入丙物质升温至570℃～590℃搅拌均匀，用压入法将稀土金属压入溶液内，溶化后立即搅拌均匀，溶液降温至420℃～450℃时加适量石蜡和0.05%氯化铵搅拌均匀清除浮渣。在温度为360℃～420℃时快速浇注入模。

关于该焊料的实施例。

我们根据上述（重量比%含稀土铈0.2%～0.5%含铋5.1%、铜0.6%、镉1.5%、硅0.02%、锡20%、铝0.7%、锑0.9%、余量为铅、按上述方法熔炼的焊料，在焊件上进行试验，熔点为183℃～185℃。焊件表面光洁，不变形，无杂质。这样反复进行4次试验效果一样显著。