第一节 锡焊条生产工艺介绍
锡条,顾名思义即是条形的锡焊料,被业界简称锡条。主要用于波峰焊和浸焊,是目前电子焊料中消耗量最大的品种;少量也用于火焰钎焊或烙铁焊大结构件和长焊缝。是所有电子、电器等产品最为重要和必不可少的连接材料,全球年消耗量约10万吨。
焊条制造工艺就是按焊条配方的设计要求制备涂料和焊芯,并把涂料涂敷在焊芯上,使之达到规定的形状、尺寸,经烘干成为焊条的一种手段。
焊条品种型号复杂,规格尺寸多,质量要求严,在制造上具有生产周期短,连续作业性强,产量大的特点,所以要生产出一种优质焊条,除了有最佳的焊条配方设计、正确地选用原材料外,还必须有与之相应的制造工艺、装备和严格的检查测试手段。
锡焊生产流程
第二节 国外锡焊条生产工艺发展阶段比较
锡条按环保分类,包括有铅锡条和无铅锡条。
目前常用的无铅锡条有:锡铜无铅锡条(Sn99.3Cu0.7),锡银铜无铅锡条(Sn96.5Ag3.0Cu0.5),0.3银无铅锡条(Sn99Ag0.3Cu0.7),高温型无铅锡条(SnSb)。
常用的有铅锡焊条主要有:63/37焊锡条(Sn63/Pb37),60/40焊锡条(Sn60/Pb40)和高温焊锡条(400度以上焊接)。
1、锡焊料无铅化发展过程:
铅的特性:耐酸碱、耐腐蚀、有毒性(特别是铅化合物、铅蒸汽、铅粉尘)、性质稳定。
截止2010年末,全国申请无铅焊料专利在300项以上,类型有:
1)抗氧化无铅焊料系列;
2)SnAgCu系列(多元合金、低银方面);
3)SnCu系列(SnCuNi等多元合金);
4)SnBi及多元合金系列;
5)锡基多元合金各种RE系列等。
国内无铅焊料使用类别(三元合金):
1)Sn(3.0-3.5)Ag(0.5-0.7)Cu;
2)Sn1.0Ag0.7Cu至Sn0.3Ag0.7Cu;
3)SnCuNiX(X表示添加元素)。
申请专利在10项以上的企业:绍兴市天龙锡材有限公司25项;昆山成利焊锡制造有限公司23项;北京康普锡威科技有限公司17项;深圳市亿铖达工业有限公司17项;浙江亚通焊材有限公司16项;郴州金箭焊料有限公司15项;太仓市南仓金属材料有限公司13项;东莞市千岛金属锡品有限公司10项。
2、锡焊料有铅化发展过程:
欧盟在2006年7月1日全面禁止有铅电子产品进入,我国于2007年3月1日正式公布《电子产品污染控制办法》,绿色电子制造已成为全球发展趋势,无铅锡膏已成为世界各国研发的热门课题,国际先进品牌的无铅锡膏如阿尔法、田村、千住等已进入中国市场。
目前国际上普遍采用的是锡银铜无铅锡,其主要成分锡粉为日本千住公司的专利产品无铅合金锡银铜(Sn96.5%Ag3%Cu0.5),虽然其熔点(217-219℃)高于有铅锡膏的熔点(183℃),但符合环保要求,且可靠性强,是使用较广的第一代无铅锡。但该产品由于银含量过高,且有日本千住的专利垄断,因此价格昂贵。
第三节 我国锡焊条生产工艺创新路径
1、1985年西北大学在半导体冷凝器焊接上采用BiSbSnLi等无铅焊料申请了专利;
2、1992年绍兴市天龙锡材有限公司申报了SnZn焊料制备方法专利;
3、2001年大连理工大学正式以“无铅焊料”名目申请了专利;
4、2002年郴州金箭焊料有限公司申请了“SnAgCuSbIn”多元合金无铅焊料专利;
5、2003年深圳市亿铖达工业有限公司申请了SnAgCuP无铅焊料专利;
6、其他。
第四节 国内锡焊条生产设备介绍
锡焊条的生产设备主要有:立式挤压机、拉丝机、手动绕线机、卧式挤压机、连和自动绕线机等以及其他配套设备。
1、立式挤压机
立式挤压机,具有独立的动力机构和电气系统,并采用按钮集中控制,可实现调整、半自动两种操作方式,它由组合模具,主机、控制机构及液压站四大部分组成,通过管路及电气系统装置联系起来构成完整的一体,而实现一次成型小直径带芯合金线的挤压工艺,它与传统的多工序的生产线相比,具有单机生产、设备简单、投资少、成本低、劳动强度低,占地小,适应范围广泛等优点。
2、拉丝机
拉丝机也被叫做拔丝机、拉线机英文名称为drawing machine, 是在工业应用中使用很广泛的机械设备,广泛应用于机械制造,五金加工,石油化工,塑料,竹木制品,电线电缆等 行业 。
3、手动绕线机
适宜中型以上电机扁线平绕、、立绕。内装自动化调速系统,绕线机拉动重量>400kg,无极可调速0-150转/分,梭型线圈周长拉到2-3m左右,电机功率0.75KW,摆线针轮减速,单排链条传动,配放线架与简易涨紧制动装置。
4、卧式挤压机
卧式挤压机分为:卧式金属冷挤压机和闭式单点压力机。
卧式金属冷挤压机系列有:600KN、2000KN、2650KN、3150KN、5000KN等,此类产品广泛适用于生产电容器铝罐、化工包装铝瓶、农药包装铝瓶、化妆品包装铝瓶、电池锌筒、饮水瓶、汽车零件、炮弹弹筒等。
闭式单点压力机系列有:1600KN、2500KN、4000KN、6300KN等,该系列产品可以进行冲裁、成形、弯曲、浅拉伸等,对冲制各种薄板成形零件更为合适,广泛适用于汽车、拖拉机、船舶、农业机械、轻纺机械、电气、电机、仪表、航空、兵器等 行业 。
5、自动绕线机
自动绕线机:顾名思义绕线机是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。常用的自动绕线机绕制的线多为漆包铜线(绕制电子、电器产品的电感线圈),纺织线(绕制纺织机用的纱绽、线团),还有绕制电热器具用的电热线以及焊锡线,电线,电缆等。
第五节 国内锡焊条生产设备应用 分析
设备发展三个阶段:
第一阶段:立式挤压机、单头拉丝机、手动绕线机;
第二阶段:250吨卧式挤压机、连续水箱拉丝机;
第三阶段:350-500吨挤压、压轧、连续拉丝机和自动绕线机等以及其他配套设备。
第六节 我国锡焊条技术研发 分析
锡条的制备工艺较简单,主要包括配料、熔炼和浇铸两道工序,并严格控制氧化程度及金属、非金属杂质含量。其中熔炼温度和浇铸温度两个参数对锡条质量影响较大。锡条制备简单,技术门槛低,因而竞争异常激烈,目前定价仅在原材料成本上加上微薄的加工费,一旦原材料锡的价格短期内大幅波动,就可能将那一点点微薄利润一扫而空,甚至亏损。
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