P、Ga元素对SnCu0.7无铅焊料抗氧化性的影响

通过静态和动态氧化实验研究了P、Ga元素对SnCu0.7无铅焊料抗氧化性的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)研究了氧化渣中的物相及元素分布。静态氧化实验表明:P能有效提高SnCu 0.7在270℃的抗氧化性,且随着P含量的增加,合金氧化渣量先减少后增加,P含量为10-4时氧化渣量最小;而添加Ga后焊料在270℃和400℃都具有良好的抗氧化性。动态氧化实验表明:P、Ga元素会在氧化渣中富集;添加P可以显著提高SnCu0.7的动态抗氧化行为,而添加Ga后产生粘渣降低了动态抗氧化性;P与Ga共同加入时,可形成Ga-P复杂氧化物存在于氧化渣中,从而抑制Ga的活性使焊料不产生粘渣;添加Ga能够提高SnCu0.7-100P的抗氧化温度,但是会加速P的消耗速率,从而降低合金的抗氧化时间。

温度及应变速率对SnCu0.7合金力学性能的影响

SnCu0.7合金作为最有潜力替代Sn-Pb焊料合金的材料之一,广泛应用于锡丝领域,对其塑形加工性能的研究越来越受关注。此次研究设计了不同试验温度和不同应变速率下SnCu0.7合金的力学性能试验,分析其对SnCu0.7合金断裂机制的影响。结果表明:(1)SnCu0.7合金在18±2℃试验温度下得到的数据波动较小,数据较稳定,试验误差较小;(2)应变速率增加,SnCu0.7合金的抗拉强度增加,延伸率先增大后减小,在18±2℃的试验温度下,在应变速率为0.003 s^(-1)时,抗拉强度达到最大,为39.13 MPa;在应变速率为0.002 s^(-1)时,延伸率达到最大,为53.68%;(3)在23±2℃的试验温度下,应变速率为0.001 s^(-1)时,SnCu0.7合金的断裂方式属于典型的韧性断裂,随应变速率的增加,断裂方式有从韧性断裂向解理断裂过渡的趋势;当应变速率为0.003 s^(-1)时,SnCu0.7合金的断裂方式属于以韧性断裂为主的韧脆混合断裂。

Ni元素对SnCu0.7焊料合金性能的影响

以SnCu0.7无铅焊料合金为基础,研究微量元素Ni含量对焊料合金微观组织、熔程、润湿性能的影响。将纯锡和中间合金Sn-10Cu和Sn-4Ni按质量比在270℃熔化,保温20min后搅拌均匀,浇铸冷却后制备成Sn-0.7Cu-xNi(x=0～0.09)焊料合金。通过光学显微镜(OM)观察焊料合金的显微组织,利用差示扫描量热分析仪(DSC)测定焊料合金熔点,采用润湿平衡法测定焊料的润湿性。结果表明,添加微量Ni可细化焊料组织,降低焊料合金的熔程,提高焊料的润湿性。在Ni含量为0.09%时,合金组织细化最为明显;在Ni含量为0.05%时,合金熔程最短,为4.6℃,且此时润湿性最大,润湿时间为0.71s、润湿力为1.03mN。

SnCu0.7焊料合金熔体精炼工艺研究

无铅锡基焊料合金熔炼工艺在生产过程中是很重要的工序,但是国内外缺乏这方面的研究。试验以SnCu0.7焊料合金作为研究对象,通过工艺物质对比试验,优选出"M物质"作为最佳熔剂,进一步通过正交试验和验证试验确定了熔体处理工艺参数,当温度为350℃,搅拌时间为30 min,"M物质"量为1 kg时,熔体处理后的SnCu0.7焊料合金渣率低至1.018%。