一种高效锡液抗氧化添加剂的制作方法
【专利摘要】本发明是一种高效锡液抗氧化添加剂，所述添加剂由以下成分组成：锡、锆和磷，各组分的百分含量为90%～96%的锡、1%～3%的锆和3%～7%的磷，该添加剂特别适用于热镀锡、锡合金熔炼等场合。
【专利说明】一种高效锡液抗氧化添加剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属抗氧化保护【技术领域】。尤其是一种锡熔体抗氧化添加合金，可应用于热镀锡、锡工艺品制备、锡钎料制备等场合，其目的在于大大减少锡液中锡的氧化烧损，减少锡渣的产生。
【背景技术】
[0002]目前熔融状态的锡或在高温下，极易氧化，产生大量的氧化渣，浪费资源，妨碍操作，而且使锡产品的质量得不到保障。比如焊接电路板的电路易短路、容易开焊、焊接点粗糙等。特别是在热镀锡铜线的生产过程中，由于铜线在熔融的锡液中连续穿过，相当于不断在锡液中搅拌，使得熔融的锡更容易被氧化，表面产生大量的氧化渣，不仅浪费了锡资源，而且还使得热镀锡产品的质量得不到保障。
[0003]为改善锡熔体抗氧化性能，有些厂家在锡炉中加入锑、铝、铅等金属，这些金属虽有一定的抗氧化效果，但是锑元素的效果不明显，另外铅是有毒元素，国内外已在电子产品中严禁使用，而铝元素很难熔于锡液中，往往需要事先在锡锭中配入，这样大大增加工序，提高成本，并收不到很好的抗氧化效果。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种高效锡液抗氧化添加剂，在锡液中加入该产品时，可使锡渣大大的减小，大大降低锡的烧损。
[0005]该高效锡液抗氧化添加剂，所述添加剂由以下成分组成:锡、锆和磷，各组分的百分含量为90%?96%的锡、1%?3%的锆和3%?7%的磷。
[0006]一种制备高效锡液抗氧化添加剂的方法，按照上述组分将锡加热置于井式电阻炉中熔化，并覆盖好木炭，将熔体加热到900-1000°C后将金属锆加入熔体中保持10-20分钟后随炉冷却至600-800°C。
[0007]将另一坩埚加热至60?80°C后,在坩埚底铺入赤磷并压实,然后盖上50mm以上厚度的碳粉。
[0008]然后将配制好的锡锆熔体慢慢注入上述装有赤磷的坩埚中，最后将这一坩埚放入井式电炉中在700°C下保温15min左右后出炉。
[0009]本发明技术的设计和实现的依据如下:
[0010]锡是一种活泼金属，能与大量金属或非金属形成合金，当与镍、锑、铅等金属形成合金时，锡的耐腐蚀性增强。锆和磷是一种还原性强烈的非金属，甚至可以在空气中发生自燃，将其引入液态金属中，可以给液态金属营造还原气氛，大大减少液体金属的氧化烧损。
[0011]锆与氧的结合可以生成致密的氧化锆，并浮于锡熔体表面，使熔体与空气隔绝，从而保护锡熔体。另一方面，锆的密度与锡相当，微量的锆元素可与锡熔体均匀结合，可有效改善锡或锡合金的润湿性能，并在钎焊结束后持续发生抗氧化保护作用。
[0012]此外，由于熔体中的比重偏析，比重比锡大的元素容易在锡炉底部富集，而比重比锡小的元素容易在锡液上部富集。当在锡熔体中添加磷元素时，在锡液表面氧化膜被破坏的地方，磷能迅速给锡液营造还原气氛，使锡液不致快速和剧烈氧化，当薄薄一层氧化膜形成后，磷又可以继续游离于锡液当中，不致损失掉。因此锡液中的磷可以在需要的时候发生作用，不需要的时候又不至浪费。
[0013]由于锆的熔点很高，而磷易燃烧，故本发明将其制成上述成分的锡锆磷添加合金。该合金密度与纯锡接近，不会燃烧，在任何温度的锡液中能快速熔化，且易破碎方便称量配料，因此特别适用于热镀锡、锡合金熔炼等场合。
[0014]本发明有以下优点:
[0015]可有效抑制锡液的氧化，减少锡禮:的广生，对于提闻锡广品成材率，提闻热锻锡广品生产率等有显著效果，且成本低。在最终的锡产品中，由于磷的含量特别低，除了能对锡的强度和抗腐蚀性能有所提高外，其对锡的其它物理力学性能没有影响，没有“副作用”，此外还可提高锡的润湿性能。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体的实施例对本发明做了进一步的描述。
[0017]该高效锡液抗氧化添加剂，其特征在于所述添加剂由以下成分组成:锡、锆和磷，各组分的百分含量为90%?96%的锡、1%?3%的锆和3%?7%的磷。
[0018]一种制备如高效锡液抗氧化添加剂的方法，其特征在于按照上述所述的组分将锡加热置于井式电阻炉中熔化，并覆盖好木炭，将熔体加热到900-1000°C后将金属锆加入熔体中保持10-20分钟后随炉冷却至600-800°C。将另一坩埚加热至60?80°C后，在坩埚底铺入赤磷并压实，然后盖上50mm以上厚度的碳粉。然后将配制好的锡锆熔体慢慢注入上述装有赤磷的坩埚中，最.后将这一坩埚放入井式电炉中在700°C下保温15min左右后出炉
[0019]实施例一:在无铅锡铜电子钎料生产现场，熔炼炉为铁坩埚，合金液成分为锡铜(0.7wt%Cu)，燃料为柴油。每炉的总重量约为300Kg，熔化时间为半小时左右，为保证
[0020]成分均匀，采取机械搅拌。为此，在不采取抗氧化添加剂时，每炉产生锡渣重量多于 IOKgo
[0021 ] 使用本发明产品，在搅拌开始时，往锡炉中加入锡磷中间合金(Sn-2wt%Zr-4wt%P )IKg,到熔化结束浇注时，仅产生锡灰0.5Kg左右。锡的氧化量降低了近20倍，提高了成材率，同时减少了生产时的“捞渣”工序，提高了生产率。
[0022]实施例二:在镀锡铜线生产现场，熔炼炉为铁坩埚，盛有锡液200kg左右，恒温为270?280°C，以200m/min速度对直径为Φ0.1mm的紫铜线进行热镀锡，在不使用抗氧化添加剂时，每小时产生锡渣约lKg。使用本发明产品，在搅拌开始时，往锡炉中加入锡磷中间合金(Sn-3wt%Zr-4wt%P) IKg,每天产生锡洛不到lKg。锡的氧化量降低了 20多倍,大大提高了锡的使用率并提高了镀锡铜线的成材率，同时减少了生产时的“捞渣”工序，提高了生产率。
[0023]当然，以上所述仅是本发明的一种实施方式而已，应当指出本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均属于本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种高效锡液抗氧化添加剂，其特征在于所述添加剂由以下成分组成:锡、锆和磷，各组分的百分含量为90%?96%的锡、1%?3%的锆和3%?7%的磷。
2.一种制备如权利要求1所述的高效锡液抗氧化添加剂的方法，其特征在于按照权利要求1所述的组分将锡加热置于井式电阻炉中熔化，并覆盖好木炭，将熔体加热到900-1000°C后将金属锆加入熔体中保持10-20分钟后随炉冷却至600-800°C ； 将另一坩埚加热至60?80°C后，在坩埚底铺入赤磷并压实，然后盖上50mm以上厚度的碳粉； 然后将配制好的锡锆熔体慢慢注入上述装有赤磷的坩埚中，最后将这一坩埚放入井式电炉中在700°C 下保温15min左右后出炉。
【文档编号】C22C13/00GK103436732SQ201310355745
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】李明茂, 杨斌, 朱志云 申请人:江西理工大学