[发明专利]一种易熔合金和运用该易熔合金的温度保险丝

说明书

技术领域

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

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。

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。

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℃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。

被广泛研究的无铅钎料有Sn-3.0Ag-0.5Cu，其熔点为217℃；Sn-9Zn的熔点为199℃，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℃，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℃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

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℃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：

一种易熔合金，其组分和对应的质量百分比包括：

Ag：1.0-3.8；

Cu：0.3-1.0；

Bi：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%。

作为该合金的一类优选方案，其组分及质量百分比为：

Ag：2.0-3.0；

Cu：0.4-0.6；

Bi：1.3-1.5；

In：18-20；

Sb：0.3-0.7；

余量为Sn。

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：

Ag：1.0-3.8；

Cu：0.3-1.0；

Bi：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%。

作为该保险丝的优选方案，其组分及质量百分比为：

Ag：2.0-3.0；

Cu：0.4-0.6；

Bi：1.3-1.5；

In：18-20；

Sb：0.3-0.7；

余量为Sn。

本方案的有益效果有：

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℃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。

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

实施例一：

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Ag、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。

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。

在获得易熔合金锭后，对合金进行熔点测试：

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℃，加热速率为10℃/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℃。