合金材料的制备方法和烙铁头的制备方法以及电烙铁的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种合金材料的制备方法，本发明还涉及一种烙铁头的制备方法，本 发明还涉及一种电烙铁，属于金属加工领域。
【背景技术】
[0002] 铅的有害性是一直存在的问题，为了替代共晶（含有铅的焊料）以锡（Sn)为主要 成分的无铅焊接料被广泛应用。焊料中的锡的含有量随着铅焊接化的推进有渐渐增加的倾 向，为了溶解烙铁头内的金属随着锡含有量的增加烙铁头的磨耗也更加严重。
[0003] 另外，无铅焊锡的熔点比以往的共晶焊料高，所以烙铁头的设定温度也就比以往 高。锡和烙铁头里的金属的反应随着温度的上升也会变得越快（比例关系：反应速度=温 度*2)，所以使用无铅焊锡的话非常容易消耗烙铁头中的金属。另外，因为烙铁头的设定温 度高，烙铁头的氧化现象也会更加严重，使得助溶剂在烙铁头的表面也会更加容易形成碳 化物。因此，焊料的融合性也就相对低下。
[0004] 因此，适用于无铅焊锡条件下使用的，具有耐蚀性以及优越的融合性的烙铁头被 市场所广泛期待。然而，现在普遍使用的烙铁头都是以铜为基材，之后整体镀铬，然后再在 尖端镀铁而制成的。用上述的材料作为烙铁头的材料使用的话，虽然烙铁头的耐蚀性提高 了，但是与此同时它的热传导率下降了，只有铜的1/5。这使得烙铁头的温度上升非常的消 耗时间，焊接作业的热负荷变动时再升温也需要消耗很长时间。因此使用上述烙铁头的烙 铁在进行焊接作业时需要等待焊料熔融，这影响了焊接作业的效率。因此在进行焊接作业 时就产生了焊接作业时间的延长以及热负荷的增大所产生的电力浪费等问题，并且对焊料 的熔融性也会带来不好的影响（容易产生焊接粒），对焊接作业的品质带来了不好的影响。 另外，在铜基材上进行镀铬以及镀铁处理也加大了制造的成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种热传导性能优越、融合性好、耐蚀性以及耐热性能都 非常优越的烙铁头。
[0006] 本发明提供一种适用于烙铁头的合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤：
[0007] 步骤一、取纯度99. 3 %以上的铜以及纯度99. 5%以上的铁，将以质量份计，分别 为50份的铜和铁分别溶解，混合，浇铸后再进行加热冷轧拉伸，得到棒状合金材；
[0008] 步骤二、接下来，在棒状合金材内加入预定量的铜，再次进行溶解以及铸造，使铜 的质量达到占合金总质量的50%~80% ;
[0009] 步骤三、再进行加热、冷轧拉伸而得到适用于烙铁头的合金材料。
[0010] 优选的，本发明的合金材料的制备方法，在步骤一中，铜溶解的过程中，进行脱氢 操作，使用氧气进行脱氢，脱氢时，氧气分压的范围：1. 5atm~3atm，同时保持温度调整到 铜的熔点以上50°C~100°C。
[0011] 优选的，本发明的合金材料的制备方法，在脱氢结束后，进行脱氧操作，脱氧剂可 使用例如刃&、5丨^11、？31、11、1^的一种或几种。
[0012] 优选的，本发明的合金材料的制备方法，当使用脱氧剂的时候，使用除渣滓助剂， 除渣滓助剂采用Ca、Mg系的低熔点化合物。
[0013] 另外，本发明还提供一种制备烙铁头的方法，其特征在于：包括合金材料的制备方 法中的步骤，以及步骤四，将合金材料加工成棒状，尖端切削成圆锥状，制成烙铁头。
[0014] 另外，本发明还提供一种电烙铁，其特征在于，包括：如权利要求2的烙铁头，以及 手柄，供使用者握持；保护管，套在烙铁头后端；连接套管，将保护管和手柄连接起来；以及 螺母，固定保护管和连接套管。
[0015] 发明的有益效果
[0016] 使用本发明的制备方法制备合金材料所制成的烙铁头，其热传导性能优越、融合 性好、耐蚀性以及耐热性能都非常优越。
[0017] 此烙铁头随着温度的上升而并不会消耗烙铁头因此减少了更换焊料的频率。
[0018] 另外，本发明的烙铁头其热传导度为150WAm*K)以上这一点也是相当卓越的。得 益于这一点本发明的方法制得的烙铁头的热传导性可以得到切实的优越保证。此烙铁头的 温度上升非常快可以缩短焊料的熔融时间从而解决焊接作业时间拖延的问题。
[0019] 本发明的烙铁头的制作方法不需要镀铬以及镀铁处理，因此制造过程非常简单， 有效的节省了制造时间和制造成本。
【附图说明】
[0020] 图1是电铬铁的结构示意图；
[0021] 图2是电铬铁的爆炸图；
[0022] 图3是电铬铁前端的内部结构示意图；
[0023] 图4是恪铁头和托座的连接关系不意图；
[0024] 图5是表示接触角在60度以上120度以下的情况；
[0025] 图6是表示接触角超过了 120度的时候；
[0026] 图7是对烙铁头进行耐蚀性测试的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图来说明本发明的【具体实施方式】。
[0028] 如图1所示，烙铁100包括手柄10 ;烙铁头21 ;保护管30,套在烙铁头21上；连接 套管40,将保护管30和手柄10固定起来；螺母50,固定保护管30和连接套管40。烙铁头 21是从保护管30的顶端往前方（即图1所示状态下的左侧）突出的。连接套管40的内部 是中空的。
[0029] 如图2和图3所示，烙铁头21固定在中空圆筒状的托座22的顶端。图1以及图2 表示的是烙铁头装在烙铁上的状态。加热器13是从手柄10的前端插入连接套管40内部 形成的空腔以及托座22的空腔中。保护管30被托座22和连接套管40包围。手柄10的 后端是电缆线11。电缆线11的终端是连接器12。
[0030] 图4表示的是烙铁头21的顶端是尖端细的略呈圆锥状的。烙铁头21的基端部安 装的是托座22,是由铜等金属构成的。加热器13的热量通过托座22传导到烙铁头21上。
[0031] 烙铁头21是由铜铁合金构成的。烙铁头21，以质量份计的合金中，含有铜50至 80份，铁20至50份。实施方式1-5的配比见表1。烙铁头21中铁的含有量在20%以上因 此具有很好的融合性。此处的"融合性"的评价是通过熔融焊料时的烙铁头和熔融后的焊 料的接触角来评价的。另外，烙铁头中的铁的含有量在50%以下因此其热传导性低下的弊 端也得到了优化。
[0032] 另外，烙铁头21的热传导度（λ)为120WAm · K)以上。烙铁头21的热传导度 (入）若是达到150WAm · K)以上，可以确保烙铁头21的热传导性。烙铁头21的温度上升 的越快就越其实用性就越高。
[0033] 具体来说，用安装了烙铁头21的烙铁100实施焊接作业的时候，焊料与基板比较 容易配合，其作业性也会得到很大的提高。特别是向与烙铁头21相同材料的板状部材上滴 下熔融的无铅焊锡时，熔融焊料与该部材的接触角为60度以上120度以下时其效果非常优 异。另外，上述的接触角若是在60度以上100度以下效果就更优异；若是在60度以上80 度以下效果就会更加优异。接触角是指以下所表示的角度。图5和图6显示了向与烙铁头 21相同成分的板状部材70上滴下熔融焊料的情况，熔融焊料81、82通过其自有的表面张力 将板状部材70表面的球状焊料结合得更加圆滑。接触角是指将圆状的熔融焊料与板状部 材表面的交点连线形成的角度Θ1、Θ 2,并且是连线与板状部材与熔融焊料相夹而形成的 角度。图5表示的是接触角Θ1在60度以上120度以下的情况，可以看出焊料与板状部材 70配合的非常好，其融合性相当优越。一方面，图6表示的是板状部材71与熔融焊料的接 触角Θ 2超过了 120度的时候，焊料与板状部材71配合的就不理想其融合性也不理想。所 以，当使用与板状部材71同样成分的烙铁头进行焊料熔融的时候，焊料就没有达到预期的 效果从而导致焊接作业实施的品质不良。具体来说烙铁头21中铁的含有量若是在10%以 下的话，那么就如图6所示其融合性就达不到理想效果。一方面，当铁的含有量超过50%的 情况下就如图5所示就有可能实现接触角在120度以下。
[0034] 本发明的烙铁头是安装在烙铁尖端或者焊接机器人的尖端的烙铁头。前文的烙 铁头含有氮化错以及铁，并且如前文铜的质量范围是50%~80% ;铁的质量范围是20%~ 50%以下。铜和铁的合计的质量为100%。
[0035] 烙铁头的合金材料以及烙铁头的制作方法：
[0036] 纯度99. 3%以上的铜以及纯度99. 5%以上的纯铁相对于100 %质量的总和将质 量比分别50%的原材料分别溶解，然后混合。
[0037] 在溶解铜的过程中，进行脱氢操作，使用氧气进行脱氢。脱氢时，氧气分压的范围： I. 5atm~3atm。同时保持温度调整到铜的恪点以上50°C~100°C，使溶融铜上的氧气元 素增加，相律的分离氢气，以此进行脱氢工艺。此处的相律指相（平衡）律，英语为phase rule。在此处具体来说就是一旦氧气的含量增加的话氢气的含有量会自动减少。
[0038] 脱氢结束后，进行脱氧操作，脱氧剂可使用例如：Ca、Si、Mn、P、Al、Ti、Li等单体或 复合体，为防止为了防止