[发明专利]一种利用电子废弃物制备高硬度强韧性铜基钎料的方法

说明书

本发明涉及钎料制备技术领域，具体为一种利用电子废弃物制备高硬度强韧性铜基钎料的方法。本方案将废弃电路板中的金属筛选出来作为原材料进行制备，替代了现有钎料制备时采用单质金属冶炼；而在合金化冶炼过程中加入0.5％‑9％的P元素，也使得通过电子废弃物制备的钎料性能达到了纯金属制备的性能。不仅免去了逐一梯次提炼单质金属的冶炼工序回收电子废弃物，实现短流程回收处理，还达到了“变废为宝”的效果，既大大缩短了工艺流程，节能减排，又避免了电解液、酸性浸出液等污染物的产生，在对电子废弃物中大部分金属元素进行回收利用的同时，实现了资源的高效综合利用。

技术领域

本发明涉及钎料制备技术领域，具体为一种利用电子废弃物制备高硬度强韧性铜基钎料的方法。

背景技术

电子废弃物，俗称电子垃圾，包括各种被淘汰的电子仪器设备。在社会科技飞速发展的当下，电子设备的更新换代速度极快，这导致了电子废弃物的大量产生。但电子废弃物中，其金属部分占比多达百分之四十，包括了铜、锡、铁、镍、铝、锌、金、银、铂、钯、锰、钼、铋、锑、铬、镉、镓等20多种金属，所以从另一角度看，电子废弃物也被称作“城市矿山”，其中蕴含着大量的矿物资源。

而钎料作为钎焊工艺的填充合金，刚好是由多种金属元素通过冶炼而成的合金，其成分随钎焊母材变化，组份多样。但现有的钎料都是采用纯金属作为原材料进行制备，如果能够将电子废弃物中的金属作为钎料合金回收利用，并使其制备钎料的材料性能达到纯金属制备的性能，那么这既实现了对电子废弃物的回收，也实现了对资源的高效综合利用。

发明内容

本发明的技术问题在于废弃电路板中含量较高的Fe元素在铜基钎料钎焊不锈钢过程中，极易形成金属间化合物而恶化钎焊性能。

本发明提供的基础方案：一种利用电子废弃物制备高硬度强韧性铜基钎料的方法，包括步骤：

S1：将电子废弃物按金属和非金属分离，将分离金属置入感应加热炉并升温至950-1150 摄氏度；

S2：待金属熔炼至熔融态，将P元素以CuP合金形式与分离金属按一定比例进行熔炼；

S3：通入还原气体，在熔融态的金属液表面加入覆盖剂，保持加热20-30min；

S4：浇筑制得铜基钎料。

本发明的原理及优点在于：S1中,将电子废弃物按金属和非金属进行分离，将包括废弃电路板在内的电子废弃物金属筛选出来作为原材料进行制备，将会免去逐一梯次提炼单质金属的冶炼工序，可实现电子废弃物短流程回收处理，既大大缩短了工艺流程，节能减排，又避免了电解液、酸性浸出液等污染物的产生，在对电子废弃物中大部分金属元素进行回收利用的同时，实现了资源的高效综合利用。

S2中，因P元素能够与Fe元素形成化合相，所以在熔炼时加入P元素能够防止Fe元素与其它合金元素生成金属间化合物脆性相，有利于合金钎料的加工。此外，在钎焊不锈钢母材过程中，P元素能够形成一种“驱动力”分离以FeNiP为主元素的相和以CuSn为主元素的相。其中，CuSn为主元素的相具有很好韧性，FeNiP为主元素的相具有较高的硬度，且前者包裹在后者的四周，能够形成周边具有高强韧性、中间具有高强度的钎焊接头。

S3中，通入还原气体，则能够在还原原有的氧化杂质的同时，防止冶炼过程氧化。

进一步，所述电子废弃物金属包括废弃电路板。

有益效果：在电子废弃物中，废弃电路板是金属含量相对高的部件，其中含量最高的金属是Cu(30～65wt.％)，含量相对高的金属有Sn、Fe、Ni、Zn等常见基本金属，含量相对低的Au、Ag、Pt、Pd等稀贵金属和Mn、Mo、Bi、Sb、Cr、Cd、Ga元素等。而废弃电路板中的Cu可以作为钎料的主成分制备铜基钎料，其他大部分元素几乎都作为合金成分改善铜基钎料的性能。因此，选择废弃电路板中的金属作为原材料，大大缩短了工艺流程，还能起到节能减排的有益效果。