[发明专利]一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法

权利要求书

1.一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于包括下述步骤：

第一步：精确配制金锡合金原料

精确称取金锡合金原料，合金原料中，锡质量百分数为20％，金质量百分数为80％；

第二步：金锡共晶合金吸铸锭熔炼

将第一步配得的金锡合金原料置于非自耗电弧熔炼炉中的熔炼工位中，向炉内通入保护气体，排除炉体中的空气，然后抽真空，至真空度达到6×10^-4Pa后，在300-500A工作电流下引弧熔炼，得到金锡合金熔体，对熔体进行电磁搅拌，然后，以1.0-1.5×10³K/min的速率冷却至室温，得到铸锭；

第三步：吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片

采用带吸铸模具的吸铸设备，所述吸铸模具带有吸铸腔和吸铸阀；吸铸腔完全填充满后呈片状，且片厚为0.2-1mm；吸铸前，吸铸腔呈真空状；在超声条件下，将第二步所得铸锭置于吸铸设备中；控制电弧枪电流为300-1000A，加温10-120s得到熔体后，对熔体加压同时对开启吸铸阀，在5-20s完成吸附，得到超细组织金锡共晶合金焊片；所述超声条件为：控制超声频率为25～45k Hz；所述对熔体加压的压力为0.4-0.6大气压；

所得超细组织金锡共晶合金焊片中，初生相的尺寸小于3微米。

2.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：第一步中采用天平，称取金、锡作为原料，所述锡的纯度大于等于99.99％，所述金的纯度大于等于99.99％。

3.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：第二步中，金锡合金熔体用熔炼炉自带的水冷铜坩埚冷却。

4.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：当非自耗电弧熔炼炉含有熔炼工位和吸铸工位时，第二步完成后，无需开炉，直接将熔炼工位中的铸锭移至吸铸工位中，进行真空吸铸；真空吸铸时；向炉体中通入0.4-0.6大气压的保护气体。

5.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：第三步所得超细组织金锡共晶合金焊片，采用平面抛光机对其进行表面抛光处理，每面抛光时间为20-30s。

6.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：第三步中，控制电弧枪电流为300-1000A，加温30-120s得到熔体。

7.根据权利要求1所述的一种一步真空吸铸制备超细组织金锡共晶合金焊片的方法；其特征在于：所制备的超细组织金锡共晶合金焊片与纯铜热沉材料焊接后，焊点剪切强度为82-95MPa。