一种高耐热高导电软连接及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于电气技术领域，涉及一种软连接，具体涉及一种高耐热高导电软连接及其制备工艺。其技术要点如下：由若干铜板焊接而成，铜板的厚度为0.12~0.15mm；铜板表面负载镀锡层，镀锡层，按照重量份数计算，包括如下组分：Sn 70~80份，Bi 8~10份，Zn 5~8份，微量元素1.2~1.5份。本发明专利技术提供一种高耐热高导电软连接，通过在铜板上负载含有微量元素的镀锡层，提高铜板的抗氧化性和韧性，同时使软连接具有高耐温性和高导电性的优点，具有产业价值。具有产业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热高导电软连接及其制备工艺


[0001]本专利技术属于电气
，涉及一种软连接，具体涉及一种高耐热高导电软连接及其制备工艺。

技术介绍

[0002]软连接，适用于各种高压电器、真空电器、矿用防爆开关、汽车、机车等相关产品做软连接用，采用裸铜线或镀锡铜编织线(绞线)，用冷压方法制成。在软连接的制作过程中，先将铜丝经过单绞、复绞成复合线，然后再编织成编织线，再经过焊接、剪切、表面脱水及烘干、冲压整形即成。目前的软连接在加工过程中由于技术限制使其合格率一直不高，一般为60～80％；例如，在焊接时，直接使用自来水对焊接件进行冷却，虽然成本低，但是易使得焊接件发生氧化，并且冷却效率有限，这易导致焊缝变形甚至开裂，造成产品质量降低甚至报废。
[0003]有鉴于上述现有的软连接焊接工艺中存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年，有着丰富的实务经验及专业知识，熟练和充分地运用化学机理，在实践中不断研究和创新，创设了一种高耐热高导电软连接及其制备工艺，使软连接具有高耐温性和高导电性的优点，具有产业价值。通过不断研究、设计，并经过反复试验和改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的是提供一种高耐热高导电软连接，通过在铜板上负载含有微量元素的镀锡层，提高铜板的抗氧化性和韧性，同时使软连接具有高耐温性和高导电性的优点，具有产业价值。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]本专利技术提供的一种高耐热高导电软连接，由若干铜板焊接而成，铜板的厚度为0.12～0.15mm；铜板表面负载镀锡层，镀锡层，按照重量份数计算，包括如下组分：Sn 70～80份，Bi 8～10份，Zn 5～8份，微量元素1.2～1.5份。其中镀锡层的厚度为0.02～0.04mm，通过等离子喷涂的方式负载在铜板表面，并在铜板表面形成Sn
‑
Cu
‑
Bi晶相、Sn
‑
Zn
‑
Bi晶相等，具有高的抗氧化能力和高导电性能。微量元素的加入，对镀锡层的热膨胀系数进行合理的调整，使之与铜板的热膨胀系数接近，从而防止软连接受热膨胀后，内外膨胀率不同导致的镀层开裂或剥离。
[0007]进一步的，微量元素是I、Se或Te中的任意一种或几种的混合物。上述三种元素的加入，在焊接过程中，能够延缓IMC界面的生长速度，提高焊接点的导电率。
[0008]进一步的，按照重量份数计算，镀锡层还包括Y 2～5份和Ce 2～5份。上述两种元素的加入，有效提高了焊接活性，弥补焊接接点上晶粒之间的空白，一方面提高了软连接的导电率，另一方面提高了焊接点的牢固程度。
[0009]本专利技术的第二个目的是提供一种高耐热高导电软连接的制备工艺，通过在焊接过
程中加入性能的优良的助焊剂，提高焊接点的焊接率，以及焊接点的耐热性能。
[0010]本专利技术的上述技术效果是由以下技术方案实现的：
[0011]本专利技术提供的一种高耐热高导电软连接的制备工艺，包括如下操作步骤：
[0012]S1.采用等离子喷涂法对铜板进行镀锡层的喷涂；
[0013]S2.在喷涂好的铜板两端涂覆助焊剂，进行焊接；
[0014]S3.将焊接后的铜板浸入到淬火液中进行淬火处理。
[0015]作为上述技术方案的优选，按照重量份数计算，助焊剂包括如下组分：有机硅改性松香80～100份，活性剂15～25份，表面活性剂10～15份，乙醇150～180份和缓蚀剂5～10份。有机硅改性松香能够有效增大焊接面积，提高焊接的润湿性，同时能够使焊接件的焊接温度呈梯度式上升，不至于升温过快导致过焊的发生。
[0016]作为上述技术方案的优选，是Ni/MIL
‑
120、Mn/Mil
‑
100或Zr
‑
MOFs中的任意一种或几种的混合物。上述三种MOFs材料具有大的活性位点，能够降低表面张力，细化熔滴，缩短熔滴的存在时间，提高熔深，同时收缩焊缝，提高焊接效率，从而提高软连接的导电率。同时，上述三种MOFs材料还能够使焊接点上保持原有的共晶体系，并向其中掺入微量的Mn、Zr或Ni，形成新的晶体体系，从而提高焊接点的耐热性能。
[0017]作为上述技术方案的优选，表面活性剂是十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜碱中的任意一种或几种的混合物。上述三种表面活性剂均为两亲性表面活性剂，并且能够游离出小分子有机胺，这些小分子有机胺有效提高焊接的润湿性，同时在焊接时，使IMC界面生长更加缓和，提高了键合强度，提高焊接点的导电率。
[0018]作为上述技术方案的优选，缓蚀剂是苯并噻喃
‑3‑
酮、二氢苯并噻喃或2
‑
羟基
‑
4H
‑1‑
苯并噻喃
‑4‑
酮中的任意一种。噻喃是一种具有活性位点的含硫杂环化合物，在形成杂环时，硫元素在形成化学键时，最外层电子上带有未成键的独对电子，能够与铜和锡等元素的d电子空轨道结合形成“配位键”，发生化学吸附，同时苯环上的π电子也具有独对电子，同样能够发生化学吸附，使缓蚀剂化学吸附在金属表面，起到缓蚀的作用。
[0019]作为上述技术方案的优选，按照重量份数计算，淬火液包括如下组分：去离子水100～180份，异丙醇20～30份，羧甲基壳聚糖20～30份。采用上述淬火液对焊接工艺进行淬火，能够使温度缓慢呈梯度式下降，在保证镀锡层和铜板外部由奥氏体转变为马氏体的同时，保留了铜板内部的部分奥氏体，在保证软连接的强度的同时，也保证了软连接的韧性，同时提高了软连接的耐热性能。
[0020]作为上述技术方案的优选，在步骤S2的焊接工序中，焊接电流控制在250A～270A，焊接电压控制在28V～30V。
[0021]作为上述技术方案的优选，在步骤S2的焊接工序中，焊接温度为150～195℃。
[0022]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供的高耐热高导电软连接及其制备工艺，通过在铜板上负载含有微量元素的镀锡层，提高铜板的抗氧化性和韧性，同时使软连接具有高耐温性和高导电性的优点，并通过在焊接过程中加入性能的优良的助焊剂，提高焊接点的焊接率，以及焊接点的耐热性能。
具体实施方式
[0024]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本专利技术提出的高耐热高导电软连接及其制备工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0025]实施例1：一种高耐热高导电软连接，由若干铜板焊接而成，铜板的厚度为0.12～0.15mm；铜板表面负载镀锡层，镀锡层，按照重量份数计算，包括如下组分：Sn 70～80份，Bi 8～10份，Zn 5～8份，1.2～1.5份。
[0026]其制备工艺如下：
[0027]S1.采用等离子喷涂法对铜板进行镀锡层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐热高导电软连接，其特征在于，由若干铜板焊接而成，所述铜板的厚度为0.12~0.15mm；所述铜板表面负载镀锡层，所述镀锡层，按照重量份数计算，包括如下组分：Sn 70~80份，Bi 8~10份，Zn 5~8份，微量元素1.2~1.5份。2.根据权利要求1所述的一种高耐热高导电软连接，其特征在于，所述微量元素是I、Se或Te中的任意一种或几种的混合物。3.根据权利要求1或2所述的一种高耐热高导电软连接，其特征在于，按照重量份数计算，所述镀锡层还包括Y 2~5份和Ce 2~5份。4.根据权利要求1所述的一种高耐热高导电软连接的制备工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：S1. 采用等离子喷涂法对铜板进行镀锡层的喷涂；S2. 在喷涂好的铜板两端涂覆助焊剂，进行焊接；S3. 将焊接后的铜板浸入到淬火液中进行淬火处理。5.根据权利要求4所述的一种高耐热高导电软连接的制备工艺，其特征在于，按照重量份数计算，所述助焊剂包括如下组分：有机硅改性松香80~100份，活性剂15~25份，表面活性剂10~15份，乙醇150~180份和缓蚀剂5~10份。6.根据权利要求5所述的一种高耐热高导电软连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶书龙，陶书宏，
申请(专利权)人：镇江百永电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：