一种易熔合金和运用该易熔合金的温度保险丝的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种易熔合金和运用该易熔合金的温度保险丝，通过Ag，Cu，Bi，In，Sb和Sn组合得到；其质量百分比为：Ag：1.0-3.8；Cu：0.3-1.0；Bi：0.0-3.0；In：16-22；Sb：0.0-2.0；其余为Sn，且该合金的纯度不小于99.99%。该方案的易熔合金具备183°±3℃的精确熔点，同时具备良好的焊接性能，其封装成型的保险丝具有良好的抗腐蚀性能。
【专利说明】一种易熔合金和运用该易熔合金的温度保险丝
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种易熔合金和运用该易熔合金的温度保险丝。
【背景技术】
[0002]易熔合金是一种熔化温度范围小，对温度反应敏感的钎料，且要求有较好的力学性能和焊接性能。广泛用于电子封装的连接材料；消防、电器、火灾报警等装置中的温度保险丝，是一类具有发展潜力的低熔点合金新型材料。
[0003]温度保险丝是一种在温度超过额定动作温度(使温度保险丝导电状态改变的温度，详见国标GB9816-20093.10的额定动作温度定义)时，能快速切断被保护电路的热敏元件，其中温度保险丝的额定动作温度主要取决于易熔合金的熔点。
[0004]温度保险丝使用的易熔合金其化学成分主要是以锡为基础，添加一些低熔点成分:如铋、铟、锑、铅、锌等，通过适当的成分配比配置成各种熔点的合金。但随着Rohs等无铅指令的颁发，Pb等非环保成分被严厉禁止使用，因此需要开发一系列无铅易熔合金来代替含铅合金，尤其是被广泛使用的熔点为183°C的Sn-37Pb共晶合金。而且温度保险丝的特殊结构和其长期处于弱酸性环境的事实，要求这类易熔合金有较好的力学性能、抗腐蚀性能和抗氧化性能。
[0005]被广泛研究的无铅钎料有Sn-3.0Ag-0.5Cu，其熔点为217°C ;Sn_9Zn的熔点为199°C，且抗腐蚀和抗氧化性能差，特别是当出现腐蚀、氧化后，其熔断效果很差，甚至会发生因为氧化而无法有效熔断的情况；Sn-57Bi熔点为139°C，且塑性较差，容易断裂。以上合金由于其熔点的差异均无法代替Sn-37Pb共晶合金来作为易熔合金，使其实现的温度保险丝具备183° ±3°C的精确熔点，同时具有良好的抗腐蚀性、抗氧化性和塑性。
【发明内容】
[0006]针对现有无铅易熔合金在兼顾抗腐蚀性能和熔点无法达到183° ±3°C的缺陷，本发明提出一种无铅易熔合金，并运用其成为一种温度保险丝，使其熔点精确、具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性；其技术方案如下:
[0007]—种易熔合金，其组分和对应的质量百分比包括:
[0008]Ag:1.0-3.8;
[0009]Cu:0.3-1.0 ；
[0010]B1:0.0-3.0;
[0011]In:16-22 ；
[0012]Sb:0.0-2.0;
[0013]余量为Sn ;其中该合金的纯度不小于99.99%。
[0014]作为该合金的一类优选方案，其组分及质量百分比为:
[0015]Ag:2.0-3.0;
[0016]Cu:0.4-0.6 ；[0017]Bi:1.3-1.5 ；
[0018]In:18-20 ；
[0019]Sb:0.3-0.7 ；
[0020]余量为Sn。
[0021]一种温度保险丝，它成形于一种易熔合金，该易熔合金其组分和对应的质量百分比包括:
[0022]Ag:1.0-3.8;
[0023]Cu:0.3-1.0 ；
[0024]B1:1.0-3.0;
[0025]In:16-22 ；
[0026]Sb:0.1-2.0 ；
[0027]余量为Sn ;其中该合金的纯度不小于99.99%。
[0028]作为该保险丝的优选方案，其组分及质量百分比为:
[0029]Ag:2.0-3.0 ；
[0030]Cu:0.4-0.6 ；`
[0031]B1:1.3-1.5;
[0032]In:18-20 ；
[0033]Sb:0.3-0.7 ；
[0034]余量为Sn。
[0035]本方案的有益效果有:
[0036]该方案一方面实现了传统含铅温度保险丝的标准性能，包括具备183° ±3°C的精确熔点，同时，较之含锌的温度保险丝而言，具有良好的抗腐蚀、抗氧化性能。
[0037]除了温度保险丝以外，本方案其实还可以运用于焊料领域，可直接作为焊锡材料使用，替代了含铅方案；具有稳定精确的熔点、环保、抗腐蚀、抗氧化的综合性能。
【具体实施方式】
[0038]实施例一:
[0039]以下是本发明实施例一，按照以下质量百分比称量以下组分:1.0Ag;0.3Cu;
1.0Bi ；16In ；0.1Sb,余量为Sn。全部组分的纯度为99.99%，In和Bi具有降低合金熔点的作用；而八8、Cu、Sb的主要功能涉及缩小熔化温度范围同时提高润湿性能；另外，添加Ag、Sb的目的是特别提高在保险丝大电流、酸性环境中的抗氧化性能。
[0040]在不锈钢锅中加入上述组分的金属，熔炼、通过冷铸模浇注成型，得到铸态的易熔
合金锭。
[0041]在获得易熔合金锭后，对合金进行熔点测试:
[0042]从熔炼好的铸态易熔合金锭上随机截取8mg进行合金的熔点测试，加热最高温度为230°C，加热速率为10°C /MIN。待测试完成后，进行熔化温度分析。得知该合金熔化的温度范围为182-186°C。
[0043]检验了合金的熔点性能后，然后测试合金的润湿性能，均合格后即可制备易熔合金丝。[0044]将熔点和润湿性测试合格的易熔合金锭通过挤压机进行拉丝成型，可以得到不同尺寸规格的、力学性能良好的、润湿性能良好的易熔合金丝。将得到的易熔合金丝封装为温度保险丝，然后测试温度保险丝的动作温度，为183-186°C，均值185.6°C[0045]实施例二:
[0046]以下是本发明实施例二，按照以下质量百分比称量以下组分:3.8Ag ;1.0Cu;
3.0Bi ；22In ；2.0Sb,余量为Sn。全部组分的纯度为99.99%。
[0047]采用高频感应的方法进行加热，称量好上述组分，放入不锈钢锅中进行熔炼，浇注，得到铸态的易熔合金锭。
[0048]在获得易熔合金锭后，对合金进行熔点测试:
[0049]从熔炼好的铸态易熔合金锭上随机截取8mg进行合金的熔点测试，最高加热温度为230°C，加热速率为10°C /MIN。待测试完成后，进行熔化温度分析。得知该合金熔化温度范围为 180-184°C。
[0050]检验了合金的熔点性能，即制备易熔合金丝，将熔点测试合格的易熔合金锭通过挤压机进行拉丝成型，可以得到不同尺寸规格的、力学性能良好的、润湿性能良好的易熔合金丝。
[0051]将得到的易熔合金丝封装为温度保险丝，然后测试温度保险丝的动作温度，为181-184°C，均值181.7 V:该实施例将合金拉伸为空心丝的形态，依然具有良好的力学性倉泛。
[0052]实施例三:
[0053]本发明实施例三的组分和质量百分比含量为:Ag2.0 ；Cu0.5 ；Bil.5 ；Inl8 ；Sbl.1 ；
余量为Sn。
[0054]采用高频感应的方法在不锈钢锅中熔炼，得到铸态的易熔合金锭。
[0055]在获得易熔合金锭后，对合金进行熔点测试:
[0056]从熔炼好的铸态易熔合金锭上随机截取8mg进行合金的熔点测试，最高加热温度为230°C，加热速率为10°C /MIN。待测试完成后，进行熔化温度分析。得知该合金熔化温度范围约为182-185?。将该合金锭通过挤压机进行拉丝成型，然后将得到的易熔合金丝封装为温度保险丝，再测试温度保险丝的动作温度，为182-185°C，均值182.5°C
[0057]以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种易熔合金，其特征在于:其组分和对应的质量百分比包括:
Ag:1.0-3.8 ；
Cu:0.3-1.0 ；
B1:0.0-3.0 ；
In:16-22 ；
Sb:0.0-2.0 ； 余量为Sn ;其中该合金的纯度不小于99.99%。
2.根据权利要求1所述一种易熔合金，其特征在于:其组分及质量百分比为:
Ag:2.0_3.0 ；
Cu:0.4-0.6 ；
B1:1.3-1.5 ；
In:18-20 ；
Sb:0.3-0.7 ； 余量为Sn。
3.一种温度保险丝，其特征在于:它成形于一种易熔合金，构成其主体的易熔合金其组分及质量百分比为:
Ag: 1.0-3.8 ；
Cu:0.3-1.0 ；
B1:1.0-3.0 ；
In:16-22 ；
Sb:0.1-2.0 ； 余量为Sn ;其中该合金的纯度不小于99.99%。
4.根据权利要求3所述一种温度保险丝，其特征在于:构成其主体的易熔合金其组分及质量百分比为:
Ag:2.0_3.0 ；
Cu:0.4-0.6 ；
B1:1.3-1.5 ；
In:18-20 ；
Sb:0.3-0.7 ； 余量为Sn。
【文档编号】H01H37/76GK103484720SQ201310346749
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】汪洋, 徐忠厚, 许由生, 林绿波, 江鸿盛, 黄祖凤 申请人:厦门赛尔特电子有限公司