EoW September 2010

Техническая статья

В процессе последующей обработки при высоких температурах толщина легированного слоя, который образуется между основным металлом и оловянным покрытием изделия из луженого сплава BB05xi, сопоставима с аналогичным параметром для сплава CuFe2P. Таким образом, нет необходимости в перенастройкепроизводственныхлиний для работы с этим новым композитным материалом (см. рис. 4). Более того, новый сплав отличается тем, что луженый лом, получаемый на отдельных этапах цепочки создания добавленной стоимости, поддается прямой утилизации. Сравнительный анализ стоимости металлических компонентов в BB05xi и CuFe2P также не позволяет экономически обосновать разницу между затратами на косвенную и прямую утилизацию отходов производства и операций выштамповки, которые в этом секторе обычно составляют от 20 % до 25 % от стоимости металла, а это – существенно важный фактор в условиях роста и без того высоких цен на сырье. Если принять процентное содержание лома равным, например, 70 %, то оказывается, что затраты на плавку быстро приближаются к себестоимости производства, что ставит под сомнение рентабельность всего технологического процесса. Следовательно, луженая оловом фосфористая бронза является выгодной альтернативой луженым медно-железным сплавам как с экологической, так и с экономической точек зрения (устраняется необходимость в использовании дополнительной электроэнергии и кислоты для электролитической обработки металлолома). 2.2 Разработка 2 Медно-оловянные сплавы используются в разъемах и других компонентах для электронной и электротехнической промышленности, так как они обладают хорошимиилиоченьхорошимиупругими свойствами, высокой стойкостью к действию электрических и термических напряжений, характеризуются низким уровнем релаксации напряжений, высокой пластичностью и пригодностью к пайке. Обычно в такие сплавы добавляется небольшое количество фосфора для их раскисления, поэтому они также называются фосфористыми бронзами. Свойства этой группы сплавов зависят главным образом от количества содержащихся в них олова и фосфора и в меньшей степени – от содержания в их составе других легирующих присадок. Путем соответствующей обработки их свойства могут быть скорректированы подиспользованиедляширокогоспектра практических задач. Такие сплавы имеют множество сфер промышленного применения – от соединительных разъемов и колодок для электронных

Релаксация напряжений, %

Время выдержки Начальное напряжение

Температура, °C

Рис. 3. ▲ ▲ Сравнительный анализ релаксационных свойств сплавов CuFe2P и BB05xi

Легированный слой, мкм

Время выдержки, ч

Рис. 4. ▲ ▲ Образование легированного слоя при 180 °C после операции горячего лужения

содержит примеси олова в количестве около 1,5 %. Это серьезным образом влияет на параметры деформационного упрочнения и удельной электрической проводимости сплава, которые существенноснижаютсяприсодержании олова выше 0,3 % (см. рис. 2) . разработке нового сплава, по характеристикам сопоставимого с CuFe2P, но который может быть легко утилизирован, в том числе даже при наличии оловянного покрытия. В качестве альтернативы возможноиспользоватьнеобработанные медно-оловянные сплавы, такие как CuSn 0,15. При наличии оловянного покрытия лом из этих сплавов может быть непосредственно возвращен в схемуматериальныхпотоков (см.таблицу 1) . Кроме того, физико-механические и Таким образом, существует необходимость в

технологические свойства относительно хорошо согласуются со свойствами CuFe2P. Однако существуют и определенные слабые места, например, с точки зрения интенсивности разупрочнения и релаксационной стойкости (см. таблицы 2 и 3). При изучении разработанного нового сплава BB05xi выявляется иная картина. В результате адресной гармонизации легирующих присадок (олово, никель и фосфор) обеспечиваются физико- механические и технологические свойства материала, сопоставимые со свойствами CuFe2P, наряду с характеристиками разупрочнения и релаксации напряжений (ползучесть компонентов при напряжении под действием высокой температуры), которые требуются для дальнейшей обработки (см. рис. 3) и применения по назначению.

82

EuroWire – сентябрь 2010 г.