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锡铋合金

锡铋合金(化学式:Sn42Bi58),是由锡和铋两种金属元素按一定比例混合而成的合金。在常温下,呈固态、银白色,熔点为135℃,固液体积收缩率为0.051%,具有较强的渗透性。

锡铋合金具有优良的机械性能、热传导性能和耐腐蚀性能,适用于各种工业领域,包括制造强度要求高的零件和工具、冲压加工和成形加工、制造导热组件和散热器等。20世纪后期,低熔点锡铋合金模具在中国得到广泛应用。

2025年3月,国家知识产权局信息显示,云南锡业新材料有限公司申请一项名为“一种铝焊接用水洗型锡铋低温锡膏及其制备方法”的专利。2025年4月,南宁吴圩国际机场海关根据风险布控指令,对一票申报为“焊锡膏”的出口货物实施查验。该批货物外包装标注“低温锡膏”,内包装标签显示合金成分为“Sn42Bi58”(锡铋合金),经技术检测确认铋含量高达55.3%,属于《商务部海关总署公告2025年第10号》明确列管的出口管制两用物项

发展历程

20世纪后期,低熔点锡铋合金模具在中国得到广泛应用,特别在汽车覆盖件拉深成形模具方面,更显其优越性。

合金性能

物理性能

锡铋合金在常温下,呈固态、银白色,熔点低只有135℃,硬度低,固液体积收缩率为0.051%,具有较强的渗透性。

机械性能

锡铋合金具有优良的机械性能,包括高强度和硬度,使其在制造强度要求高的零件和工具上得到了广泛应用。同时,锡铋合金还具有优秀的韧性和延展性,因此在冲压加工和成形加工中也有着良好的表现。

热传导性能

锡铋合金具有出色的热传导性能,它能够快速传导热量,并且在高温下仍然保持相对稳定的性能。这使得锡铋合金在制造导热组件和散热器上有着广泛的应用,能够有效地帮助器件散发热量,保持电子产品稳定的工作温度。

耐腐蚀性能

锡铋合金具有良好的耐腐蚀性能,能够抵御大部分化学介质的侵蚀,因此在制造化工设备和管道上有着广泛的运用。

配制浇注

把已敲碎成60×60(mm)的锡、铋两金属小块,按一定百分比均匀混合(其百分比为一定值,不能随意配制)后,放入已加热到350℃的坩埚或其它加热容器内。在其熔化过程中,不断地搅拌至均匀。若有浮渣,则除去。然后,把该均匀合金熔液在角钢或槽钢中浇注成条状,以备浇注样件时用。  

实际应用

在模具型槽检验中,主要运用锡铋合金固液间体积收缩率极小、可近似认为固液间体积不变的特点,浇注出型槽的样件,然后对该样件进行外观、各个部位尺寸(锻件的热尺寸)及几何形状等的整体检查,从中发现加工或设计的不足。

锡铋合金样件在模具型槽中的浇注

第一步,根据型槽容积大小取适量锡铋合金条,放入已加热到135℃的坩锅或其它加热容器中,在其熔化过程中要不断地搅拌至其均匀。

第二步,把需浇注样件的模具均匀加热到160-200℃(根据模块大小而定,大者温度低)。

第三步,以常规浇盐的方法,把模具垂直立起(浇盐口朝上),沿浇盐口浇注合金液体,直至型槽浇满为止。

第四步,待模具完全冷却至室温后,采用适当的方法打开模具,取出样件(样件不能断开)。

第五步,检查样件是否符合型槽形状,若能真实地反映型槽,则交检检测;若不符合,则重新浇注直至符合型槽形状。

第六步,根据交检检测结果,对模具进行适当的处理。

在浇注过程中应注意的事项

①模具加热必须做到均匀,否则对大型模具浇注出的样件影响尤为突出;

②要浇注的模具在其浇注前必须先处理好裂纹;

③必须把锡铋合金残余物从浇注后的模具型槽中清理干净;

④样件不能有充不满、残留飞边过大、弯曲、局部变形大等直接影响检测结果的缺陷。

锡铋合金技术在模具检验中的运用

对已加工好的模锻模,采用浇注锡铋合金样件的方法来检查其质量。

用它验证模具修复的质量,即在已修复好的型槽中,浇注出锡铋合金样件,再对该样件进行检测。

采用浇注锡铋合金方法来区分两种或多种除了个别尺寸等不同外、其它基本一致的锻件模具。

对校正模总体尺寸等的掌握,是确定如何进行修复的关键。对复杂类锻件的校正模,其修复难度相当大,修复质量也难以保证。采用修复前浇注出该模具的锡铋合金样件的方法就可以加以解决。

相关专利

2025年3月,国家知识产权局信息显示,云南锡业新材料有限公司申请一项名为“一种铝焊接用水洗型锡铋低温锡膏及其制备方法”的专利,公开号CN119681491A,申请日期为2024年12月。所述锡膏由锡基钎料粉末80~85wt.%和助焊膏15~20wt.%组成;所述的锡基钎料粉末为SnBi系合金;所述的助焊膏包括活性剂50‑65 wt.%、增稠剂2‑3 wt.%、成膜包覆剂15‑25 wt.%、有机溶剂15‑25 wt.%。

相关事件

2025年4月,南宁吴圩国际机场海关根据风险布控指令,对一票申报为“焊锡膏”的出口货物实施查验。该批货物共600千克,外包装标注“低温锡膏”,内包装标签显示合金成分为“Sn42Bi58”(锡铋合金),经技术检测确认铋含量高达55.3%,属于《商务部海关总署公告2025年第10号》明确列管的出口管制两用物项。企业企图通过伪报品名逃避监管,该案已移交中华人民共和国公安部缉私局部门进一步处理。两用物项是既可用于民用目的,也可用于军事目的或者有助于提升军事潜力的货物、技术和服务。对两用货物、技术和服务等进行出口管制是国际通行做法。海关提醒,根据《中华人民共和国两用物项出口管制条例》,未取得许可证擅自出口管制物项,最高可面临货物价值10倍罚款,构成犯罪的将追究刑事责任

参考资料

南宁海关首次查获伪装成焊锡膏的出口管制两用物项.新浪网.2025-04-16

锡铋合金的配制及其主要物理性能.金属加工网.2025-04-16

锡铋合金.上海有色网.2025-04-16

锡铋合金介绍.中国钨业新闻网.2025-04-16

云南锡业新材料申请铝焊接用水洗型锡铋低温锡膏及其制备方法专利,对铝焊接面有良好的润湿性.网易.2025-04-16

锡铋合金.上海有色网.2025-04-16