Подробное описание процесса изготовления припоя BAg56CuZnSn

 Припой BAg56CuZnSn на основе серебраПорошок (припои) обычно получают методом распыления, в частности, методом газового или водного распыления. Ниже приведены подробные процессы получения порошка и основные технологии:

1. Основные принципы метода распыления

Расплавленный сплав под воздействием высоконапорного газа или потока воды распадается на мелкие капли, которые затем быстро охлаждаются и затвердевают в порошок. Форма порошка (сферическая/неправильная), размер частиц (микронного уровня) и содержание кислорода определяются параметрами процесса распыления.

2. Технологический процесс получения порошка припоя

(1) Плавка сплава

Обработка сырья: как и в случае слиткового припоя, необходимо точно взвесить Ag, Cu, Zn, Sn и другие металлы, очистить их и расплавить в однородный расплав.

- Защита от окисления при плавке: плавка проводится в вакууме или в инертной атмосфере (например, аргон), чтобы предотвратить окисление или испарение Zn и Sn (особенно Sn легко окисляется, поэтому необходимо строго контролировать атмосферу).

(2) Процесс распыления

Способы распыления:

• Газовое распыление:  

Используется высоконапорный инертный газ (например, азот, аргон) для распыления потока расплава на мелкие капли.  

- Преимущества: высокая сферичность порошка, хорошая текучесть, низкое содержание кислорода (<200 ppm).  

- Область применения: высококачественные пасты для пайки, порошок для 3D-печати.  

- Ключевые параметры: перегрев расплава (на 50-150°C выше линии ликвидуса), давление газа (2-10 МПа), конструкция сопла.  

•  Водное распыление:  

 Используется высоконапорный поток воды для распыления расплава, скорость охлаждения выше, но форма порошка неправильная (пластинчатая или многоугольная).  

- Преимущества: низкая стоимость, подходит для крупносерийного производства.  

- Недостатки: высокое содержание кислорода (500-2000 ppm), требуется последующая обработка для восстановления.  

Оборудование для распыления:

- Сопло для распыления с плотным контактом: газ/вода и поток расплавленного металла находятся в непосредственной близости, что повышает эффективность распыления.  

- Центробежное распыление: расплавленный металл разбрызгивается с помощью вращающегося диска, подходит для получения тонкого порошка (<50 мкм).

(3) Охлаждение и сбор

- Быстрая кристаллизация: капли охлаждаются и затвердевают при падении в распылительной башне, предотвращая ликвацию (например, обогащение Sn).  

- Сбор порошка: сбор с помощью циклона или фильтрующих мешков, инертная среда предотвращает окисление.

(4) Просеивание и классификация

- Вибрационное просеивание: разделение на фракции по размеру (например, -200 меш, -325 меш).  

- Воздушная классификация: дальнейшее измельчение и сортировка (например, 15-45 мкм, 45-75 мкм) для удовлетворения требований к паяльной пасте или напылению.

(5) Последующая обработка

- Отжиг: некоторые порошки припоя требуют отжига в восстановительной атмосфере (например, H₂/N₂), чтобы снизить содержание кислорода и снять внутренние напряжения.  

- Поверхностное покрытие: для порошков с высоким содержанием Sn может проводиться никелирование или нанесение антиоксидантного слоя для предотвращения окисления и спекания во время хранения.

3. Ключевые точки контроля процесса

1. Однородность состава:  

Zn и Sn легко окисляются и испаряются, поэтому необходимо контролировать температуру и время плавки (например, температура плавки ≤1100°C).  

После распыления необходимо проверить состав (например, ICP-OES), чтобы убедиться, что Ag≈56%, а соотношение Cu/Zn/Sn стабильно.

2. Морфология и размер частиц порошка:   

При газовом распылении размер частиц контролируется путем регулировки давления и диаметра сопла (например, 10-100 мкм).  

Сферический порошок имеет хорошую текучесть, но дороже; неправильный порошок имеет большую удельную поверхность и высокую активность при пайке.

3. Контроль содержания кислорода:  

Порошок, полученный методом водного распыления, необходимо промыть кислотой (например, разбавленной соляной кислотой) или обработать водородом для снижения содержания кислорода до <500 ppm.  

Порошок, полученный методом газового распыления, хранится в герметичной упаковке (вакуумная или азотная).

4. Альтернативные методы (малораспространенные методы)

Механический метод измельчения:  

Измельчение слиткового припоя в порошок методом шаровой мельницы или воздушного измельчения, но низкая эффективность и вероятность попадания примесей, используется только для специальных сплавов.  

Электролитический метод:  

Получение сверхтонкого порошка (нанометрового уровня) методом электроосаждения, очень высокая стоимость, используется только в лабораторных исследованиях.

5. Применение и преимущества

Паяльная паста: тонкий порошок (-325 меш) смешивается с флюсом и используется для пайки в электронном оборудовании и прецизионных приборах.  

Напыление: грубый порошок (-100 меш) используется для восстановления поверхностного слоя.  

3D-печать металлов: сферический порошок используется для селективного лазерного плавления (SLM) сложных деталей.

Заключение

Припой BAg56CuZnSn в порошкеОсновным методом производства является «газовое распыление», позволяющий путем точного контроля параметров плавления, распыления и последующей обработки получать высокочистый сферический порошок с низким содержанием кислорода и однородным размером частиц, удовлетворяющий требованиям различных отраслей промышленности.