Электролизер для получения порошка припоев Российский патент 2017 года по МПК C25C7/00 C25C5/02 B23K35/40 B22F9/24 C25C1/14 C25C1/18 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства паяльных паст.

Известен способ [1] получения порошков в электролизере с межэлектродным зазором 0,1-0,3 мм, напряжением 40-60в с подачей в зазор воды в качестве электролита. Недостаток способа в неравномерности эрозии электродов, снижающей качество порошка особенно для припоев, которые легко оплавляются от температуры эрозии.

Известен также электролизер [2], для получения порошков, принятый за прототип. В электролизере катод в виде заостренных элементов, изолированных диэлектриком, опущенных в электролит из кислого медного купороса с подачей тока 4а и выделением на дне порошка. Недостатком электролизера является загрязнение порошка продуктами осыпания анода, а также высокое разбавление порошка электролитом, что требует операции отделения порошка от электролита и сушки. Это ведет к окислению порошка, снижению качества для использования в пастах. Чем более дисперсный получается порошок во время приготовления, любой контакт порошка с воздухом в течение нескольких минут сопровождается адсорбцией кислорода воздуха поверхностью порошка, ведет к окислению поверхности и снижает растекаемость оплавляемой пасты.

Цель изобретения - предложить электролизер, обеспечивающий получение дисперсного порошка припоя в виде суспензии в органической жидкости как компонента паяльной пасты.

Поставленная цель достигается тем, что в полости анода, выполненного в виде кольцевого цилиндра, соосно помещен катод в виде пакета электроизолированных игл, направленных на поверхность анода, разделен диафрагмой от анода и размещен над емкостью для порошка.

Существенными признаками заявляемого электролизера является то, что анод выполнен в виде кольцевого цилиндра из материала припоя. В полости анода соосно помещен катод в виде пакета электроизолированных игл, направленных на поверхность анода. Кроме того, анод разделен от катода диафрагмой и размещен над емкостью для суспензии порошка.

Технический результат предлагаемого изобретения выражается в том, что электролизер обеспечивает получение суспензии малоокисленного дисперсного порошка припоя для получения пасты паяльной.

Указанный технический результат достигается тем, что в полости анода, выполненного в виде кольцевого цилиндра, соосно помещен катод в виде пакета электроизолированных игл, направленных на поверхность анода. Это позволяет минимизировать зазор между анодом и иглами катода для снижения напряжения, стабилизировать растворение припоя анода и обеспечить стабильность получения дисперсности порошка.

Разделение анода диафрагмой от катода и размещение катода над емкостью для суспензии порошка позволяет не допустить загрязнение порошка продуктами осыпания с анода не контролируемых зерен.

Совокупность указанных признаков обеспечивает возможность получения суспензии малоокисленного порошка с высокой дисперсностью и его использования в получении пасты паяльной с высокой растекаемостью.

Изобретение поясняется на чертеже в общем виде электролизера. Электролизер состоит из анодной ванны 1, катода 2 из пакета остроконечных игл 3 и анода 4 в виде кольцевого цилиндра. Катод 2 отделен от анода 4 в катодное отделение 5 с помощью диафрагмы 6 из кварцевой ткани. Под катодом 2 в катодном отделении 5 помещена емкость для порошка 7. Диафрагма 6 закреплена хомутом 8 на емкости порошка 7 и на катоде 2 с образованием отверстия 9. Анод 4 закреплен на крышке ванны 1 с окном 10. Катод 2 выполнен из остроконечных игл 3, изолированных между собой мастикой ВГО-1, свернутых кварцевой тканью 11 в пакет и соединенных в единый токоподвод.

Электролизер работает следующим образом:

Приготовленный электролит заливают в катодное отделение 5 электролизной ванны 1 через отверстие 9 до отмеченного уровня, покрывающего иглы 3 и катод 2. Затем электролит заливают в анодную ванну 1 через окно 10 до отмеченного уровня. Катодное отделение 5 отделено от анода 4 диафрагмой 6. К контактам катода и анода подается напряжение постоянного тока. Олово и свинец из анода 4 ионизируются, переходят в электролит и диффундируют к катоду 2 через проницаемую для ионов диафрагму 6. На остриях игл 3 катода 2 ионы олова и свинца разряжаются и по мере накопления кристаллов сплава обрываются и осаждаются в емкость 7. После повышения напряжения и снижения силы тока отключают напряжение, освобождают зажим 8, извлекают катод 2 и разгружают емкость с порошком 7 в виде суспензии пасты порошка. Выполнение анода 4 в виде полого кольцевого цилиндра позволяет соосно разместить катод 2 в полости анода 4 и установить направление остриев катода на поверхность анода. Это позволяет минимизировать зазор между анодом 4 и катодом 3 для снижения напряжения, стабилизировать растворение анода и достигать качества дисперсности порошка.

Разделение анода 4 от катода 2 диафрагмой 6 в электролизной ванне 1 и размещение под катодом емкости (4) предотвращает загрязнение порошка продуктами разрушения (окисления) анода и тем самым обеспечивает качество порошка.

Электролизер позволяет полностью исключить на всех этапах контакт порошка с воздухом и возможность использования суспензии порошка высокой дисперсностью, пригодной в паяльной пасте. Размер частиц порошка 30-80 мкм.

Получаемая суспензия пороша припоя в электролизере с электролитом из раствора органических солей металлов припоя в органической жидкости (как компоненте флюса) используется для приготовления паяльной пасты при полном отсутствии условий окисления. Это позволяет после добавления загустителя (канифоль) получать пасту паяльную с дисперсным малоокисленным порошком с повышенной растекаемостью.

Пример: В катодное отделение электролизера заливают 150 г электролита из раствора 2% стеарата олова и 1,2% стеарата свинца в этиленгликоле, а затем 250 г такого электролита в анодное отделение. На контакты анода и катода подают постоянный ток 2А. Через 8 часов электролиза отключают ток, снимают катод и разгружают емкость с суспензией порошка. После отстоя электролит декантируют и получают сгущенную суспензию (пасту) порошка, которая содержит 4% электролита. Пасту порошка используют для получения паяльной пасты. Для этого вмешивают 5% по весу насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле. Порошок в пасте имеет размер частиц 30-80 мкм.

Пасту испытывали в сравнении с пастой ПП-3. Навеска 0,2 г пасты наносилась на медную фольгу, прогревалась до температуры 200 град для оплавления, замерялась площадь растекания. Площадь растекания на 30% выше, чем паяльной пасты ПП3, что свидетельствует о его малоокисленности.

Предлагаемый электролизер позволяет получать порошок припоя с высокой однородностью дисперсного состава для производства паяльных паст.

Список аналогов

1. Авт. св. СССР №544510; B22F 9/00; 1977 г.

2. Пат. России №2483143; B22F 9/04; 2011 г.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства паяльных паст. Электролизер для получения порошка припоя содержит ванну, заполненную электролитом, анод, выполненный в виде кольцевого цилиндра, соосно помещенный в анод катод, выполненный в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода. Анод и катод разделены диафрагмой. Под катодом размещена емкость для порошка. Обеспечивается получение суспензии малоокисленного порошка припоя с высокой дисперсностью. 1 ил., 1 пр.

Электролизер для получения порошка припоя, содержащий ванну, заполненную электролитом, погруженные в него анод из материала припоя и катод в виде пакета электроизолированных между собой игл, отличающийся тем, что анод выполнен в виде кольцевого цилиндра из материала припоя, в полости которого соосно размещен упомянутый катод, иглы которого остриями направлены на поверхность анода, причем катод отделен от анода проницаемой для ионов диафрагмой, закрепленной на установленной под катодом емкостью для суспензии порошка припоя.