CN103394786A - 一种液态金属转移装置及转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态金属转移装置及转移方法，其液态金属转移装置包括用于盛装液态金属的敞口容器；用于与敞口容器盖合的密封盖；用于向敞口容器中注入气体的供气管；用于将液态金属导出敞口容器外的导液管；用于输出气体的供气装置；用于加热导液管的加热装置；密封盖上设置有第一过管孔和第二过管孔，供气管的一端插入第一过管孔中，供气管的另一端连接供气装置；导液管穿过所述第二过管孔，导液管的一部分位于敞口容器外，导液管的另一部分位于敞口容器中，加热装置装设于导液管上。本发明实现了自动将液态金属转移，工作人员可以在安全距离内操作，无需直接接触液态金属转移装置，而且在液态金属转移过程中不会发生飞溅的情况。

Description

一种液态金属转移装置及转移方法

技术领域

本发明涉及液态金属转移领域，特别涉及一种液态金属转移装置及转移方法。

背景技术

在生产电子产品时，大型的电子元器一般通过手工插件工序安装在电路板上，然后通过手工焊、波峰焊或选择性波峰焊将电子元器固定，然后进入测试组装等工序。

选择性波峰焊将钎料附着到焊盘上的同时，会将少量焊盘金属，以及助焊剂的残留物带到锡炉里，久而久之，这些杂质可能会影响锡炉内的合金成分，进而对焊接品质产生严重影响。因而，有必要周期性的更换受污染的钎料，对锡炉进行清洁。

钎料的更换必须在熔融状态下进行，但熔融钎料的温度高达260~300℃。目前，在更换钎料时，一般先舀出一部分，再将锡炉端起倒出剩余部分，但这种做法不仅不便于操作，还有一定的危险性。另外，由于锡炉下半部腔体一般装有电磁泵，导致锡炉下半部腔体直径小、深度大，使上述端起倾倒钎料的操作方法的风险成倍增加。

在鉴于此，本发明提供一种液态金属转移装置及转移方法。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种液态金属转移装置及转移方法，以解决现有技术需要端起锡炉倾倒熔融钎料的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种液态金属转移装置，包括：

用于盛装液态金属的敞口容器；

用于与所述敞口容器盖合的密封盖；

用于向敞口容器中注入气体的供气管；

用于将液态金属导出敞口容器外的导液管；

用于输出气体的供气装置；

用于加热导液管的加热装置；

所述密封盖上设置有第一过管孔和第二过管孔，所述供气管的一端插入所述第一过管孔中，供气管的另一端连接所述供气装置；所述导液管穿过所述第二过管孔，所述导液管的一部分位于敞口容器外，导液管的另一部分位于所述敞口容器中，所述加热装置装设于所述导液管上。

所述的液态金属转移装置中，所述加热装置包括加热线缆和保护套，所述加热线缆缠绕在所述导液管上，所述保护套套设于所述加热线缆和导液管上。

所述的液态金属转移装置中，所述保护套为玻璃纤维保护套或陶瓷纤维保护套。

所述的液态金属转移装置中，所述加热线缆包括加热丝、压缩氧化镁粉和不锈钢护套，所述不锈钢护套套设于所述加热丝上，所述压缩氧化镁粉设于加热丝和不锈钢护套之间。

所述的液态金属转移装置中，所述加热线缆缠绕在导液管位于敞口容器外侧的一部分上。

所述的液态金属转移装置中，所述密封盖的内缘设置有密封槽，所述密封槽中设置有用于密封所述敞口容器的密封圈。

所述的液态金属转移装置中，所述供气装置上设置有用于调节气压的调压阀和用于调节气体流量的流量控制阀。

所述的液态金属转移装置，还包括固定装置，所述敞口容器具有与所述密封盖固定的固定圈，所述固定圈上设置有多个第一固定孔，所述密封盖上设置有多个第二固定孔，所述固定装置穿过所述第一固定孔和第二固定孔固定所述密封盖和敞口容器。

所述的液态金属转移装置中，所述导液管呈U型。

一种上述液态金属转移装置的转移方法，其包括：

供气装置通过供气管向敞口容器中注入气体；

通过所述气体在敞口容器的金属液面的上方产生气压，使液态金属进入导液管中，由导液管将液态金属转移至敞口容器外；同时由加热装置对导液管中的液体加热使液态金属保持流动状态。

相较于现有技术，本发明提供的液态金属转移装置及转移方法，采用向敞口容器中注入气体，通过气体在敞口容器的金属液面上方产生的气压，使液态金属进入导液管中，由导液管将液态金属转移去敞口容器外；同时由加热装置对导液管中的液体加热使液态金属保持流动状态，实现了自动将液态金属转移，工作人员可以在安全距离内操作液态金属转移装置，而且在液态金属转移过程中不会发生飞溅的情况。

附图说明

图1为本发明液态金属转移装置的结构示意图。

图2为本发明液态金属转移装置的密封盖的结构示意图。

图3为本发明液态金属转移装置的敞口容器的结构示意图。

图4为图1中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种液态金属转移装置及转移方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，其中，图1为本发明液态金属转移装置的结构示意图。图2为本发明液态金属转移装置的密封盖的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明的液态金属转移装置包括敞口容器10、密封盖20、供气管30、导液管40、供气装置（图中未示出）和加热装置50，所述敞口容器10由金属材料制成，用于盛装液态金属，如锡液。所述密封盖20用于与所述敞口容器10盖合，在密封盖20打开时，可在敞口容器10中加入固态的金属，通过对敞口容器10加热使其融化，当然也可直接加入液态金属；在密封盖20盖合后，使敞口容器10密封进行液态金属转移。

本实施例中，所述密封盖20上设置有第一过管孔201和第二过管孔（图中未标出），供气管30的一端插入所述第一过管孔201中，供气管30的另一端连接所述供气装置，所述供气装置输出的气体通过供气管30注入敞口容器10中。具体实施时，该供气装置可直接压缩空气，使敞口容器10的金属液面上方形成压强即可。所述供气管30呈L型，所述供气管30插入第一过管孔201的一端与密封盖20齐平，使供气管30输出的气体全部位于液态金属的液面上方，在液面上方形成正压力，使液态金属能够从导液管40中导出。

请继续参阅图1和图2，所述导液管40穿过所述第二过管孔，所述导液管40的一部分位于敞口容器10外，导液管40的另一部分位于所述敞口容器10中。优选地，所述导液管40的一端与敞口容器10外的盛液装置连接，导液管40的另一端插入敞口容器10底部，以便于将敞口容器10中的液态金属全部转移至敞口容器10外，而且该盛液装置也可采用密封的容器，防止液态金属在转移至盛液装置中时发生飞溅。

较佳地，所述导液管40呈U型，导液管40两端的长度可以相同也可以不同，且位于敞口容器10外侧部分的长度，与盛液装置的高度适配即可。当然，导液管还可以采用其它形状，如L型，曲线型等，本发明对此不作限制，只要能将液态金属移动至敞口容器10外即可。

如图2所示，供气装置输出的气体按图2中实线箭头所示的方向通过供气管30流入敞口容器10中，在液态金属的液面上方形成正压力，使敞口容器10底部的液态金属按图2虚线箭头的方向进入导液管40中，将液态金属转移至敞口容器10外。

为了使液态金属在转移过程中保持流动，所述加热装置50装设于所述导液管40上，通过加热导液管40，使流过导液管40中的金属保持液态。请再次参阅图1和图2，所述加热装置50包括加热线缆501和保护套502，所述加热线缆501缠绕在所述导液管40上，所述保护套502套设于所述加热线缆501和导液管40上。

其中，所述加热线缆501均匀缠绕在导液管40位于敞口容器10外侧的一部分上，使位于敞口容器10外侧的导液管40受热均匀。所述加热线缆501缠绕的疏密度根据液态金属的熔点确定，液态金属的熔点越高，加热线缆501缠绕越密；反之，液态金属的熔点越低，加热线缆501缠绕越稀，只要保证液态金属流过该段导液管40时，不会发生温度降低，流动性变差的现象即可。

本发明实施例中，所述保护套502为玻璃纤维保护套502或陶瓷纤维保护套502，这些材料制成的保护套502具有环保耐用的效果。并且，所述保护套502能够取下，方便对加热线缆501更换和维护。

具体实施时，所述保护套502，优选采用陶瓷纤维，陶瓷纤维具有蓄热保温作用，并且具有重量轻、耐高温、热稳定性好等特点，更优选的是采用氧化铝和碳化硅混合陶瓷纤维，即以氧化铝和碳化硅微粉为原料，采用挤压烧结工艺来制备该陶瓷纤维。所述的氧化铝和碳化硅微粉均为纳米级，其中氧化铝粒度分布在5~50nm，碳化硅微粉的粒度在70nm。将上述原料加入适量水搅拌后放入挤压装置中，制备出纤维压坯，干燥后置于高温石墨电阻式炉中，在氩气保护下以1200℃高温烧结，从而制备出氧化铝和碳化硅混合陶瓷纤维，经过测试表明，最终制备出的氧化铝和碳化硅混合陶瓷纤维其纤维相对密度高、耐高温性能强、热稳定性好、蓄热保温能力强。

进一步的，所述加热线缆501包括加热丝（图中未示出）、压缩氧化镁粉和不锈钢护套（图中未示出），所述不锈钢护套套设于所述加热丝上，所述压缩氧化镁粉为高度压缩氧化镁粉作为绝缘材料设于加热丝和不锈钢护套之间将二者隔离开来。所述加热丝通电不会导致不锈钢护套带电，亦不会导致加热装置50带电，对人体造成伤害。所述加热丝为两条，其中的一条为加热导体，另一端为冷引线，以便于接线，加热导体和冷引线的一端焊接在一起。

请一并参阅图3，本发明提供的液态金属转移装置还包括固定装置（图中未示出），所述敞口容器10具有与密封盖20固定的固定圈101，所述固定圈101上设置有多个第一固定孔102，所述密封盖20上对应设置有多个第二固定孔202，所述固定装置穿过所述第一固定孔102和第二固定孔202固定所述密封盖20和敞口容器10。本实施例中，所述固定装置为螺栓，所述第一固定孔102和第二固定孔202中设置有内螺纹，以便于敞口容器10与密封盖20紧密固定。并且所述敞口容器10设置有电磁泵60，以该电磁泵60的大小来确定敞口容器10下部腔体的深度。

请一并参阅图1、图2和图4，所述密封盖20的内缘设置有密封槽203，所述密封槽203中设置有用于密封所述敞口容器10的密封圈204(如图4所示)。所述密封圈204为耐高温密封圈，其材质为柔性石墨；柔性石墨又称膨胀石墨，它是把天然鳞片石墨中得杂质去除。再经强氧化混合酸处理后成为氧化石墨，氧化石墨受热分解释放出二氧化碳，体积急剧膨胀，便成为质地疏松、柔软而又有韧性的柔性石墨，其具有优异的耐热性和耐寒性，在从-270度超低温到3650度的超高温中其物理性能几乎无变化，在空气中也可以耐到600度的高温。在密封盖20与敞口容器10盖合时，所述密封圈204位于固定圈101的内缘，使敞口容器10内部呈密封状态。

为了进一步提高密封效果，在所述供气管30与第一过管孔201，及导液管40和第二过管孔之间设置密封垫，或者直接将供气管30和导液管40与敞口容器10焊接防止漏气，可适当减小供气装置输出的气压，从而节省供气装置的功耗。

为了更好的控制供气装置输出的气压，所述供气装置上设置有用于调节气压的调压阀（图中未示出）和用于调节气体流量的流量控制阀（图中未示出），从而可以更好的调节供气装置输出气体的压力。

基于上述的液态金属转移装置，本发明还相应提供一种液态金属转移装置的转移方法，其包括：先由供气装置通过供气管向敞口容器中注入气体；之后，通过所述气体在敞口容器的金属液面的上方产生气压，使液态金属进入导液管中，由导液管将液态金属转移至敞口容器外；同时由加热装置对导液管中的液体加热使液态金属保持流动状态。

较佳地，在供气装置上设置有调压阀和流量控制阀，可根据液面高度调节气压，使液态金属全部转移至敞口容器外，及控制液态金属的转移速度。本发明根据敞口容器的深度，将调压阀的压力设置为0.1Mpa，其具体压力根据敞口容器的深度和所转移液态金属的密度来设置。在设置好压力值后，方可开启流量控制阀，根据需求的转移速度设置流量大小。

综上所述，本发明采用向敞口容器中注入气体，通过气体在敞口容器的金属液面上方产生的气压，使液态金属进入导液管中，由导液管将液态金属转移去敞口容器外；同时由加热装置对导液管中的液体加热使液态金属保持流动状态，实现了自动将液态金属转移，工作人员可以在安全距离内操作，无需直接接触液态金属转移装置，而且在液态金属转移过程中不会发生飞溅的情况。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液态金属转移装置，包括用于盛装液态金属的敞口容器，其特征在于，还包括：

用于与所述敞口容器盖合的密封盖；

用于向敞口容器中注入气体的供气管；

用于将液态金属导出敞口容器外的导液管；

用于输出气体的供气装置；

用于加热导液管的加热装置；

所述密封盖上设置有第一过管孔和第二过管孔，所述供气管的一端插入所述第一过管孔中，供气管的另一端连接所述供气装置；所述导液管穿过所述第二过管孔，所述导液管的一部分位于敞口容器外，导液管的另一部分位于所述敞口容器中，所述加热装置装设于所述导液管上。

2.根据权利要求1所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述加热装置包括加热线缆和保护套，所述加热线缆缠绕在所述导液管上，所述保护套套设于所述加热线缆和导液管上。

3.根据权利要求2所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述保护套为玻璃纤维保护套或陶瓷纤维保护套。

4.根据权利要求2所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述加热线缆包括加热丝、压缩氧化镁粉和不锈钢护套，所述不锈钢护套套设于所述加热丝上，所述压缩氧化镁粉设于加热丝和不锈钢护套之间。

5.根据权利要求2所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述加热线缆缠绕在导液管位于敞口容器外侧的一部分上。

6.根据权利要求1所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述密封盖的内缘设置有密封槽，所述密封槽中设置有用于密封所述敞口容器的密封圈。

7.根据权利要求1所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述供气装置上设置有用于调节气压的调压阀和用于调节气体流量的流量控制阀。

8.根据权利要求1所述的液态金属转移装置，其特征在于，还包括固定装置，所述敞口容器具有与所述密封盖固定的固定圈，所述固定圈上设置有多个第一固定孔，所述密封盖上设置有多个第二固定孔，所述固定装置穿过所述第一固定孔和第二固定孔固定所述密封盖和敞口容器。

9.根据权利要求1所述的液态金属转移装置，其特征在于，所述导液管呈U型。

10.一种如权利要求1所述液态金属转移装置的转移方法，其特征在于，包括：

供气装置通过供气管向敞口容器中注入气体；

通过所述气体在敞口容器的金属液面的上方产生气压，使液态金属进入导液管中，由导液管将液态金属转移至敞口容器外；同时由加热装置对导液管中的液体加热使液态金属保持流动状态。

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