ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПРИПОЯ Российский патент 2000 года по МПК C22B25/06 C22B7/04 B23K1/18 

Изобретение относится к способу и устройству для извлечения припоя из дросса.

Во время пайки в промышленных масштабах поддерживают ванну расплавленного припоя и часто необходимо удалять дросс с поверхности ванны припоя, причем дросс состоит по существу из окислов олова и свинца. Однако вместе с дроссом теряется примерно до 70% припоя. Хороший припой можно извлечь из дросса, причем обычно это осуществляется путем простого нагрева дросса.

В патенте США N 4334664 раскрыт способ извлечения олова из оловянного осадка, при котором оловянный осадок нагревают в барабане.

В патенте США N 4565572 раскрыт способ извлечения алюминия, согласно которому алюминиевый дросс заливают в полуклиновидные приемники и прессуют с использованием соответствующих полуклиновидных плунжеров, чтобы заставить алюминий укрупняться.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ извлечения припоя из дросса, причем он состоит из стадий нагрева дросса припоя до температуры по меньшей мере по существу 225^oC и прессования дросса припоя.

Понятно, что дросс состоит из включений хорошего припоя, которые окружены оболочкой, подобной корке, из окислов олова и свинца. Согласно настоящему изобретению, когда дросс нагревают и прессуют, окисная пленка разрушается и жидкий припой может вытекать. Также будет извлекаться любой свободный припой в дроссе, удаленном из ванны припоя. Предполагается, что будет извлекаться по меньшей мере 60% и, возможно, свыше 75% припоя из дросса.

Дросс можно сначала нагреть и затем прессовать.

Дросс можно нагревать до температуры по существу 350^oC. Однако можно применять более высокие температуры.

Дросс можно прессовать под давлением по меньшей мере по существу 0,5 кг/см². Давление может достигать по существу 5 кг/см². Можно применять другое давление, например, 1 кг/см² - 7,5 кг/м².

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устройство для извлечения припоя из дросса, причем устройство содержит: цилиндрическую камеру для приема дросса; нагреватель для нагрева дросса в камере; поршень, перемещаемый в камере, для надавливания на дросс в камере для его прессования; и выпускное отверстие в камере, через которое может выходить извлеченный припой из камеры.

На выходе можно установить поддон для стока.

Поддон для стока может иметь множество отверстий и его можно установить под выпускным отверстием, чтобы извлеченный припой мог проходить через выпускное отверстие, сливной поддон в точку его сбора. Можно предусмотреть средства для возвратно-поступательного перемещения поддона для стока в сторону.

Нагревателем может быть электрический нагреватель вокруг камеры.

Внутри камеры можно установить средства контроля температуры.

Пример настоящего изобретения будет описан со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид в перспективе первого примера исполнения устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением для осуществления способа;
фиг. 2a-2f представляют принципиальные схемы, показывающие стадии осуществления способа, в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг. 3 - частичный разрез в вертикальной плоскости второго примера осуществления устройства для воплощения способа в соответствии с настоящим изобретением.

Первый пример устройства, показанного на фиг. 1 и 2, имеет полую цилиндрическую камеру 1. Камера 1 расположена вертикально, и она открыта у верхнего конца 2 и у нижнего конца 3. В боковой стенке 5 камеры 1 имеется впускное отверстие 4. К боковой стенке 5 камеры 1 у входного отверстия 4 прикреплен желоб или бункер б, таким образом дросс может подаваться через бункер 6 во внутреннюю полость камеры 1. В основании бункера 6 могут быть установлены электрические нагревательные элементы (не показаны). Камеру 1 окружает множество электрических нагревательных элементов 8.

Камера 1 прикреплена по существу к прямоугольной раме 10. Под опорной плитой основания 9 расположен поддон или решетка 12 из литого чугуна для слива, который может перемещаться возвратно-поступательно под камерой 1 в канавках, образованных в противоположно расположенных боковых стенках 15, 16 рамы 10. Решетка 12 имеет ряд отверстий 13, просверленных на одном конце, и также сквозное отверстие 11 на другом конце, причем сквозное отверстие 11 имеет размер, соответствующий размеру поперечного сечения камеры 1. Решетка 12 также снабжена электрическими нагревательными элементами (не показаны).

На раме 10 также установлен желоб 17 для сбора с возвратно-поступательным перемещением. Желоб 17 разделен на два смежных отделения 17a, 17b, каждое из которых может иметь форму и размер, соответствующие открытому нижнему концу 3 камеры 1. Скользящее перемещение желоба 17 и решетки 12 возвратно-поступательно может достигаться посредством электродвигателя 18, соединенного с желобом 17 цепным приводом. Желоб 17 можно также перемещать вручную независимо от решетки 12 при помощи рукоятки 19.

Поршень 21 для расплавления, имеющий размер, соответствующий внутреннему поперечному сечению камеры 1, установлен для вертикального перемещения внутри камеры 1. Поршень 21 для расплавления поддерживается через шток 22 поршня поперечиной 23 над камерой 1. Поперечина 23 прикреплена к дополнительным поршням (не показаны), которые могут перемещаться вертикально вверх и вниз внутри соответствующих цилиндров 24 под действием сжатого воздуха для опускания и подъема плавильного поршня 21. Шток 22 плавильного поршня 21 проходит через верхнюю опорную плиту 25, прикрепленную к верхнему концу 2 камеры 1, а поршень 21 имеет поршневое кольцо 26.

Со ссылкой на фиг. 2a-2f плавильный поршень 21 поднимается во время работы выше уровня впускного отверстия 4 для дросса. Камера 1, бункер 6 и решетка 12 нагреваются соответствующими электрическими нагревателями 8, 7. Затем дросс выливают из ковша 27 через бункер 6 и впускное отверстие 4 в камеру 1, как показано на фиг. 2а, решетку 12 нагревают для исключения затвердевания на решетке 12 любого свободного припоя, который иначе будет забивать отверстия 13. Дросс внутри камеры нагревается электрическими нагревателями 8 камеры. Предпочтительно дросс нагревают до температуры по меньшей мере 225^oC, а лучше до температуры по существу 350^oC. Температуру дросса можно контролировать непрерывно датчиком температуры (не показан).

Когда дросс приближается или достигает требуемой температуры, плавильный поршень 21 опускается в камере 1 для приложения давления к нагретому дроссу, как показано на фиг. 2b. Усилие для привода плавильного поршня 21 вниз должно быть достаточным для приложения давления предпочтительно по меньшей мере 0,5 кг/см², лучше всего примерно 5 кг/см². Как описано во вступительной части, приложение высокого давления для разрушения окисных оболочек внутри дросса позволяет припою, содержащемуся внутри дросса, и другому дроссу, удаленному настоящим способом (который расплавляется при высокой температуре, достигаемой внутри камеры 1), выходить. Покрытые коркой окислы менее плотные, чем жидкий припой, и таким образом жидкий припой стремится пройти вниз в камеру 1 и выйти через отверстия 13 в решетке 12. Также окислы стремятся образовать твердую, но пористую "лепешку" и, следовательно, припой может фильтроваться через лепешку к решетке 12. Решетка 12 стремится препятствовать окислам проходить через нижний конец 3 камеры 1. Поэтому извлеченный жидкий припой проходит в первое отделение 17a желоба 17, как показано на фиг. 2c.

После определенного периода времени, например 5 минут, или, возможно, после заданного количества движения плавильного поршня 21 вниз можно допустить, что самая большая часть или по существу весь хороший припой извлекается из дросса внутри камеры 1. Поэтому поршень 21 в это время перемещается вверх. Желоб 17 и решетка 12 могут перемещаться вперед для размещения второго отделения под открытым нижним концом 3 камеры 1, как показано на фиг. 2. Затем поршень 21 перемещается вниз внутри камеры 1 снова для проталкивания остальных окислов через открытый нижний конец 3 камеры 1. После этого второе отделение 17b может принимать окислы, оставшиеся в камере 1. После дополнительного заданного количества времени, например, 10-30 секунд или после дополнительного количества движений поршня 21 окислы будут удаляться из камеры 1, и таким образом плавильный поршень 21 может полностью подниматься снова, как показано на фиг. 2e. Желоб 17 можно удалить совсем, как показано на фиг. 2f, таким образом можно удалять хороший припой из первого отделения 17a, а второе отделение 17b можно очищать от окислов. Затем желоб 17 можно разместить с первым отделением 17a под камерой 1 и повторить процесс.

Время от времени будет необходимо очищать решетку 12, особенно если отверстия 13 становятся забитыми. Для этой цели можно выдвинуть решетку 12 из-под камеры 1.

Весь процесс можно автоматизировать, возможно, под управлением процессора или при последовательном логическом управлении. Оператор будет просто заливать дросс в камеру 1 через бункер 6 и начинать процесс извлечения путем осуществления операции с микровыключателями 28 на крышке бункера. Контроль температуры дросса в камере 1 может быть автоматизирован, таким образом, когда достигается температура, например, по существу 350^oC, плавильный поршень 21 может автоматически опускаться для прессования дросса в течение заданного периода времени или заданного хода плавильного поршня 21. После такого периода времени или хода поршня желоб 17 и решетка 12 могут автоматически перемещаться под управлением от процессора или последовательного логического управления для размещения отделения 17b желоба для окислов под камерой 1 и затем, после дополнительного заданного хода поршня, плавильный поршень 21 может снова перемещаться вверх. Затем желоб 17 можно удалить для извлечения хорошего припоя и очистки отделения 17a для припоя и отделения 17b для окислов.

Другой пример устройства показан на фиг. 3, на которой детали, соответствующие деталям в первом примере, имеют одно обозначение. В этом втором примере цилиндрическая камера 1 ориентирована так, что ее продольная ось проходит под углом примерно 15^o к горизонтали.

В этом примере нижний конец 3 камеры 1 открыт, и он может закрываться шарнирной уплотняющей крышкой 30, которую нагревают. Шарнирную крышку 30 можно переместить вверх для закрытия конца 3 камеры 1 при помощи поршней 31, установленных на каждой стороне камеры 1 и крышки 30. Решетчатая плита, подобная решетчатой плите 12 из описанного первого примера, отсутствует. Шарнирная крышка 30 может также иметь просверленные отверстия на ее самой нижней кромке, таким образом припой можно собирать через конец камеры 1 в отделение 17a желоба 17 для сбора припоя, если отделение для припоя выступает за конец камеры 1.

Во время применения шарнирная уплотняющая крышка 30 закрывается ее поршнями 31 для герметизации камеры 1. Камеру 1 нагревают до предпочтительной температуры 350^oC. Дросс загружают в нагретую камеру 1 через впускное отверстие 4.

Затем плавильный поршень 21 перемещается вниз в камере приводным поршнем 33, и хороший припой вытесняется через отверстия 32 в самой нижней боковой стенке камеры 1 в отделение 17a желоба 17 для припоя. Устройство можно оставить в этом положении, например, на 5 минут, чтобы весь хороший припой мог стекать.

Затем плавильный поршень 21 слегка отводится назад и уплотнительная крышка 30 открывается боковыми поршнями 31. Затем плавильный поршень 21 снова перемещается вниз в камере 1 для вытеснения из камеры 1 оставшихся окислов в отделение 17b для окислов, расположенное под открытым концом камеры 1. Затем желоб 17 можно удалить вручную при помощи рукоятки 19 для извлечения припоя.

Процесс можно снова автоматизировать при помощи процессора или последовательного логического управления.

В каждом описанном примере камера 1 и другие элементы могут быть расположены в корпусе 40. Как показано на фиг. 1 в качестве примера, верхняя часть корпуса 40 может иметь вентиляционные отверстия 41 или дымовую трубу (не показана) и вытяжной вентилятор (не показан). Под вентиляционными отверстиями можно установить фильтр для удаления частиц или других веществ до выпуска газов, образующихся во время работы устройства. Вентиляционные отверстия 41 или дымовая труба могут быть подсоединены к заводской системе воздухопроводов для удаления газов наружу непосредственно в окружающую среду устройства. На фиг. 1 также показано боковое вентиляционное отверстие 42 с соответствующим вентилятором 43 для втягивания воздуха для охлаждения электронных элементов устройства.

Изобретение может быть использовано при получении припоя из дросса. Согласно способу дросс заливают в нагреваемую камеру 1. Затем нагретый до температуры не менее 225^oC дросс прессуют поршнем 21 для вытеснения хорошего припоя из дросса в желоб 17 для сброса. Устройство для извлечения припоя содержит цилиндрическую камеру с поршнем и нагреватель. Выпускной канал выполнен с возможностью удаления извлеченного припоя через множество отверстий. Изобретение позволяет повысить выход годного припоя при извлечении его из отходов и упростить процесс. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ извлечения припоя из дросса припоя, включающий операцию нагрева дросса припоя до температуры, по меньшей мере, 225^oC, отличающийся тем, что дросс припоя прессуют. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дросс сначала нагревают, а затем прессуют. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дросс нагревают до 350^oC. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что дросс прессуют под давлением, по меньшей мере, 0,5 кг/см². 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что давление составляет 5 кг/см². 6. Устройство для извлечения припоя из дросса припоя, содержащее цилиндрическую камеру для приема дросса с выпускным каналом, выполненным с возможностью удаления через множество отверстий извлеченного припоя и препятствования прохождению дросса, и нагреватель для нагрева дросса припоя в камере, отличающееся тем, что оно снабжено поршнем, установленным в камере с возможностью надавливания на дросс и его прессования при перемещении. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено поддоном для слива припоя. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что поддон установлен под выпускным каналом и выполнен с множеством отверстий для прохождения извлеченного припоя в точку сбора. 9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что оно снабжено средством для возвратно-поступательного перемещения поддона для слива припоя в сторону. 10. Устройство по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что оно снабжено желобом с отделением для сбора извлеченного припоя. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что желоб снабжен вторым отделением для приема дросса. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что оно снабжено средством для выборочного перемещения желоба, обеспечивающим установку под выпускным каналом камеры первого или второго отделения. 13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что множество отверстий выполнено на боковой стенке камеры, причем камера ориентирована отверстиями вниз. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно снабжено крышкой для герметичного закрывания конца камеры. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что оно снабжено средством для нагрева крышки. 16. Устройство по любому из пп.13 - 15, отличающееся тем, что оно снабжено желобом, имеющим первое отделение для сбора извлеченного припоя, установленным в позицию, обеспечивающую прохождение извлеченного припоя через отверстия корпуса, и второе отделение для сбора дросса, проходящего через конец камеры. 17. Устройство по любому из пп.6 - 16, отличающееся тем, что в качестве нагревателя используется электрический нагреватель, установленный вокруг камеры. 18. Устройство по любому из пп.6 - 17, отличающееся тем, что оно снабжено средством для контроля температуры внутри камеры.