SnBiNi低温无铅钎料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及SnBiNi无铅针料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] SnBi共晶针料（Sn58Bi)由于其较低的烙化溫度（139°C)和较好的润湿性能被作 为一种代替Sn化针料的最佳选择之一，但是其较低的力学性能尤其是剪切性能不足限制 了该系列针料的大范围使用。
[0003] SnBi共晶针料的力学性能差主要原因有：Bi本身是脆性相，塑性差；在SnBi共晶 针料中，Sn只能与Bi形成固溶体，无法改善Bi本身的脆性；
[0004] 而且在SnBi共晶针料中，Bi容易偏聚使材料内部的晶粒尺寸长大导致SnBi共晶 针料的力学性能不一致，该因素是SnBi共晶针料力学性能差的主要原因。
【发明内容】
阳0化]本发明是要解决现有SnBi共晶针料塑性较差的问题，而提供SnBiNi低溫无铅针 料及其制备方法。
[0006] SnBiNi低溫无铅针料按质量百分比由42%Bi、0. 05%~0. 2%Ni和余量为Sn组 成。
[0007] SnBiNi低溫无铅针料的制备方法是按W下步骤完成的：
[0008] 一、将Ni和Sn放在真空烙炼炉中，在真空度为0. 1~1化和烙炼溫度为850~ 950°C的条件下烙炼比，随炉冷却后得到Sn-Ni中间合金，所述Ni和Sn的质量比为1:4 ;
[0009] 二、将步骤一得到的Sn-Ni中间合金、Sn和Bi进行混合，然后放在真空烙炼炉中， 在真空度为0. 001~0. 01化和烙炼溫度为250~300°C的条件下烙炼15min~20min， 随炉冷却后得到Sn-Bi-Ni合金；步骤二中所述的Sn-Ni中间合金与Bi的质量比为（1~ 4) : 168 ;步骤二中所述的Sn与Bi的质量比为（76~77) :56 ;
[0010] S、采用砂轮对步骤二得到的Sn-Bi-Ni合金进行打磨，去掉Sn-Bi-Ni合金表面的 氧化层，然后在真空度为0. 1~0. 5Pa、铜漉转速为4~15m/s、管子的管口距铜漉高度为 6mm~11mm和高频感应加热电流为300A~350A的条件下进行甩带，得到厚度为0. 2~1mm 的薄带，冷却后可得到SnBiNi低溫无铅针料；经检测所述SnBiNi低溫无铅针料中Bi的百 分含量为42%、Ni的百分含量为0. 05%~0. 2%和余量为Sn。
[0011] SnBiNi低溫无铅针料的制备方法是按W下步骤完成的：
[0012] 一、将Ni和Sn放在真空烙炼炉中，在真空度为0. 1~1化和烙炼溫度为850~ 950°C的条件下烙炼比，随炉冷却后得到Sn-Ni中间合金，所述Ni和Sn的质量比为1:4 ;
[0013] 二、将步骤一得到的Sn-Ni中间合金进行真空喷雾，得到粒径为40ym~80ym的 Sn-Ni合金粉末；
[0014] S、将步骤二得到的粒径为40ym~80ym的Sn-Ni合金粉末、Sn粉和Bi粉进行 混合，然后在球磨机中球磨20min，得到混合物；步骤=中所述的粒径为40ym~80ym的 Sn-Ni合金粉末与Bi粉的质量比为（1~4) : 168 ;步骤S中所述的Sn粉与Bi粉的质量比 为（76 ~77) : 56 ;
[0015] 四、将步骤S得到的混合物放在真空烙炼炉中，在真空度为0. 001~0. 01化和烙 炼溫度为250~300°C的条件下烙炼15min~20min，随炉冷却后得到Sn-Bi-Ni合金；
[0016] 五、采用砂轮对步骤四得到的Sn-Bi-Ni合金进行打磨，去掉步骤四得到的 Sn-Bi-Ni合金表面的杂质，然后在真空度为0. 1~0. 5Pa、铜漉转速为4~15m/s、管子的管 口距铜漉高度为6mm~11mm和高频感应加热电流为300A~350A的条件下进行甩带，得到 厚度为0. 2~1mm的薄带，冷却后可得到SnBiNi低溫无铅针料；经检测所述SnBiNi低溫无 铅针料中Bi的百分含量为42%、Ni的百分含量为0.05%~0.2%和余量为Sn。
[0017] 本发明优点：本发明提供了SnBiNi低溫无铅针料及其制备方法，通过在Sn-Bi针 料中添加Ni元素，使之在针料中形成细小的枝状晶，从而阻隔Bi元素的偏聚；大量细小的 枝状晶会形成更多的晶界，增加滑移面，从而提高针料的塑性。
【附图说明】
[0018] 图1为实施例=得到的SnBiNi低溫无铅针料的微观形貌图；
[0019] 图2为Sn58Bi(mas% )针料的微观形貌图；
[0020] 图3为实施例=得到的SnBiNi低溫无铅针料的纳米压痕后的形貌图；
[0021] 图4为Sn58Bi(mas% )针料的纳米压痕后的形貌图；
[0022] 图5为实施例一得到的SnBiNi低溫无铅针料的纳米压痕后的形貌图；
[0023] 图6为实施例四得到的SnBiNi低溫无铅针料的纳米压痕后的形貌图；
[0024] 图7为实施例五得到的SnBiNi低溫无铅针料的纳米压痕后的形貌图； 阳0巧]图8为压痕过程中的载荷-位移曲线，其中1为Sn58Bi(mas%)针料，2为实施例 一得到的SnBiNi低溫无铅针料，3为实施例=得到的SnBiNi低溫无铅针料，4为实施例四 得到的SnBiNi低溫无铅针料，5为实施例五得到的SnBiNi低溫无铅针料；
[00%] 图9为不同Ni含量的SnBiNi低溫无铅针料的塑性因子对比图。
【具体实施方式】
[0027]
【具体实施方式】一：本实施方式SnBiNi低溫无铅针料按质量百分比由42%Bi、 0. 05 %~0. 2 %Ni和余量为Sn组成。 阳02引 当添加Ni的质量百分比为0. 05 %~0. 1 %时，针料合金的组织得到了细化，提高 了针料合金的塑性；当W(Ni)大于0. 15%时，在针料组织中的细小粒状新生成物开始聚集 长大，使组织粗大，形成较多的锡儀化合物，使针料的塑性降低。
[0029]
【具体实施方式】二：本实施方式与【具体实施方式】一不同的是：SnBiNi低溫无铅针料 按质量百分比由42%Bi、0. 05 %~0. 15%Ni和余量为Sn组成。其它与【具体实施方式】一相 同。
【具体实施方式】 [0030] S:本实施方式与一或二不同的是：SnBiNi低溫无铅 针料按质量百分比由42%Bi、0. 05%~0. 1%Ni和余量为Sn组成。其它与 一或二相同。
[0031]
【具体实施方式】四：本实施方式SnBiNi低溫无铅针料的制备方法是按W下步骤完 成的：
[0032] 一、将Ni和Sn放在真空烙炼炉中，在真空度为0. 1~1化和烙炼溫度为850~ 950°C的条件下烙炼比，随炉冷却后得到Sn-Ni中间合金，所述Ni和Sn的质量比为1:4 ;
[0033] 二、将步骤一得到的Sn-Ni中间合金、Sn和Bi进行混合，然后放在真空烙炼炉中， 在真空度为0. 001~0. 01化和烙炼溫度为250~300°C的条件下烙炼15min~20min， 随炉冷却后得到Sn-Bi-Ni合金；步骤二中所述的Sn-Ni中间合金与Bi的质量比为（1~ 4) : 168 ;步骤二中所述的Sn与Bi的质量比为（76~77) :56 ;
[0034] S、采用砂轮对步骤二得到的Sn-Bi-Ni合金进行打磨，去掉Sn-Bi-Ni合金表面的 氧化层，然后在真空度为0. 1~0. 5Pa、铜漉转速为4~15m/s、管子的管口距铜漉高度为 6mm~11mm和高频感应加热电流为300A~350A的条件下进行甩带，得到厚度为0. 2~1mm 的薄带，冷却后可得到SnBiNi低溫无铅针料；经检测所述SnBiNi低溫无铅针料中Bi的百 分含量为42%、Ni的百分含量为0. 05%~0. 2%和余量为Sn。
【具体实施方式】 [0035] 五：本实施方式与四不同的是：步骤=中经检测所述 SnBiNi低溫无铅针料中Bi的百分含量为42%、Ni的百分含量为0. 05%~0. 15%和余量 为Sn。其它与四相同。
【具体实施方式】 [0036] 六：本实施方式与四或五不同的是：步骤=中经检测 所述SnBiNi低溫无铅针料中Bi的百分含量为42%、Ni的百分含量为0. 05%~0. 1 %和余 量为Sn。其它与四或五相同。
【具体实施方式】 [0037] 屯：本实施方式SnBiNi低溫无铅针料的制备方法是按W下步骤完 成的：
[0038] 一、将Ni和Sn放在真空烙炼炉中，在真空度为0. 1~1化和烙炼溫度为850~ 950°C的条件下烙炼比，随炉冷却后得到Sn-Ni中间合金，所述Ni和Sn的