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技術資料6 未來焊錫粉制造技術

未來焊錫粉制造技術

 

1 超聲振動霧化—超聲氣體霧化雙重超聲霧化技術

       瑞士Active Ultrasonics公司研究人員首先將超聲氣體霧化與超聲振動霧化有機結合起來,開發出一種新型雙重超聲霧化技術與裝置,后由美國M IT的Grant教授改進和完善。超聲霧化噴嘴由拉瓦爾噴嘴和Hartman振動管組合在一起,在產生680m/s~850m/s的超音速氣流的同時產生80 kHz~100kHz的脈沖頻率。所用介質壓力在1.4 M Pa~8.2M Pa之間 ,氣流的最高速度可以達到640m/s,粉末冷凝速度可以達到104 K/s~105K/s。由于提高了氣流的速度,霧化效率得到了有效提高,尤其適合于制備粒度在20μm以下的微細粉末,粉末呈表面光滑的球形狀 。

2 離心—超聲霧化技術

       德國Ladghh等開發出了一種離心流嘴 ,并將其用于金屬超聲霧化。熔體以一定流量流經流嘴時,通過渦流離心腔的導流作用,使流出的金屬液體形成空心錐結構,其螺旋形的流動軌跡加快了金屬液體在振動面上的鋪展,促進了液體沿周向的鋪展和薄液膜的形成,提高了金屬液體在整個振動面鋪展的均勻性,同時采用高頻、大功率壓電換能器 ,可以顯著減小霧化金屬粉末的粒度,大大提高金屬粉末霧化的生產率與出粉率。

3 非接觸式駐波超聲霧化

       由德國L ierke等發明 ,其最突出 的優點是可以將動能聚焦到一個很小的體積內,大大提高了能量密度,因而可進行高效霧化,在制備窄粒度分布的微細金屬粉末,尤其是10μm 的球形微細粉末方面具有明顯優勢,并且液流與霧化器不接觸,具有節能、低耗和純凈的優點。如制備平均直徑在10μm 的錫粉, 每公斤耗電僅5kW·h (不含熔煉)。但是,超聲駐波霧化的生產率低,只有5 kg·h-1左右; 為了獲得微細金屬粉末,需要1M Pa左右的圍壓以及50μm以上的振幅,目前尚處于實驗室研究階段。

4 熱氣體霧化技術

       英國 PS I公司和美國 HJE公司分別研究了熱氣體的作用。初步研究結果表明 ,提高霧化介質 的溫度將顯著增加其動能,從而提高霧化效率,大大降低氣體消耗量(可以節約 30% 以上),霧化細粉末明顯提高。而且易于在傳統的氣體霧化設備上實現,是一個非常具有應用前景的技術。但熱氣體霧化技術由于受到氣體加熱系統和噴嘴的限制,對其霧化機理、噴嘴的設計、粉末性能和組織結構等需要進一步研究。

5 低壓超音速霧化技術

        根據拉瓦爾噴管原理,于喜良等設計了新型低壓超音速霧化裝置。其霧化原理是高壓氣體由進氣口進入霧化器集流腔,然后繞集流腔壁高速旋轉,在出氣口處高速射出。熔融液態焊錫合金經輸液管流出,在距離出口處約1mm~3mm 處與由出氣口噴出的超音速霧化氣體相遇。在超音速霧化氣流的沖擊下,熔融焊錫合金霧化為微小液滴,在下落過程中冷卻凝固,最后得到焊錫微粉。采用氮氣作霧化介質,對63A焊錫和Sn-Ag系無鉛焊錫的試驗表明,微粉由粒徑在25μm左右的顆粒和在10μm左右的顆粒組成,其中,10μm以下的顆粒占60%~70%,能滿足表面組裝技術要求。

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