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《哈尔滨工业大学》 2006年
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无铅波峰焊不同锡炉材料溶蚀行为研究

王乐  
【摘要】: 电子组装行业的无铅化及其发展对波峰焊生产造成了很大影响,其中原有不锈钢锡炉材料在无铅环境中的表面溶蚀现象表现得尤为突出。 固态母材与液态钎料相接触的时候会有一定程度的溶解到钎料当中,如果溶解过度的话就会发生溶蚀现象。溶蚀现象的发生受温度、元素浓度等众多因素的制约。在锡铅钎料环境中作业的不锈钢材料表面溶蚀现象不是很严重,但是在采用无铅钎料之后,由于工作温度的升高以及钎料中Sn含量的大大增加,不锈钢表面很快就会出现严重的溶蚀现象。 不锈钢材料发生溶蚀现象最明显的特征就是Fe-Sn化合物的生成。波峰焊工作温度下Fe、Sn能反应生成主要为FeSn_2的脆性针状化合物。化合物的生长是一个非平衡的过程,在钎料的流体因素、材料表面的缺陷和成分变化以及化合物自身的溶解等众多因素影响下,不锈钢锡炉材料表面出现了众多形态各异的溶蚀形貌。温度的升高对不锈钢的溶蚀影响非常大。450℃环境中短时间内不锈钢表面就会出现非常严重的溶蚀现象。锡炉材料特别是与流动钎料接触比较紧密的部分应尽量避免直接使用不锈钢材料。 Sn0.7Cu中的Sn同样会扩散到铸铁当中并与Fe反应生成FeSn_2,但是由于铸铁中含有大量的石墨能有效阻挡Sn的侵入,所以在静止钎料中铸铁具有良好的抗溶蚀性能。铸铁是一种比较脆硬的材料,表面比较粗糙,在流动钎料中还是很容易受到影响。考虑到其价格方面的优势以及加工性能方面的局限性,铸铁可以作为炉胆材料推广应用。 试验中只是发现了元素之间的缓慢的扩散过程,并没有观察到钛与钎料之间的反应情况,试样表面没有明显的溶蚀现象产生。流动钎料对钛材料产生的影响同样很少,相同厚度的钛材料锡炉正常寿命为不锈钢设备的7倍以上。但是由于钛材料价格昂贵,生产中很难得到大范围的采用,只推荐作为结构比较复杂的喷嘴等部件的材料。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG425

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【参考文献】
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