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JP6166893B2 - Tip of solder handling equipment - Google Patents

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JP6166893B2
JP6166893B2 JP2012275323A JP2012275323A JP6166893B2 JP 6166893 B2 JP6166893 B2 JP 6166893B2 JP 2012275323 A JP2012275323 A JP 2012275323A JP 2012275323 A JP2012275323 A JP 2012275323A JP 6166893 B2 JP6166893 B2 JP 6166893B2
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Description

本発明は、はんだ取扱装置の先端チップに関する。   The present invention relates to a tip of a solder handling device.

従来、はんだこて、はんだ除去器等のはんだ取扱装置に用いられる先端チップは、その先端作業部（はんだまたはリード線等の加熱対象と接触し、はんだめっきされる部位）が銅又は銅合金でできていた。例えば、はんだごてでは、先端チップとして、銅又は銅合金のこて先チップが用いられている。そのようなこて先チップがはんだによる銅の浸食を防止するため、こて先チップの先端作業部には、１００〜５００μｍ厚の鉄めっきが施されていた。鉄めっきの表面は、さらに溶融錫でコーティングされていた。こて先チップの残余の部分は、はんだがぬれないようにクロムめっき等が施されていた。   Conventionally, the tip of a tip used in a solder handling device such as a soldering iron or a solder remover has a tip working portion (a portion to be heated and contacted with a heating object such as solder or lead wire) made of copper or a copper alloy. It was done. For example, in a soldering iron, a tip chip of copper or a copper alloy is used as a tip. In order for such a tip to prevent copper from being eroded by solder, the tip working portion of the tip has been plated with an iron of 100 to 500 μm. The surface of the iron plating was further coated with molten tin. The remaining part of the tip was plated with chromium so that the solder would not get wet.

ところで、従来のはんだの主成分は、錫および鉛（Ｓｎ−Ｐｂ系はんだであり、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだがその代表例である。）であることが一般的であった。Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだは、流動性がよく、常にこて先の先端作業部を覆い、鉄めっきの酸化を防いでいたことが確認されてきた。しかしながら近年では、環境問題に対処するため、鉛成分を含んでいない、いわゆる鉛フリーはんだが使用されるようになっている。鉛フリーはんだの代表例としては、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等があげられる。   By the way, the main components of conventional solder are generally tin and lead (Sn—Pb solder, Sn-37Pb eutectic solder is a typical example). It has been confirmed that the Sn-37Pb eutectic solder has good fluidity and always covered the tip working portion of the tip to prevent oxidation of iron plating. However, in recent years, so-called lead-free solder that does not contain a lead component has been used to deal with environmental problems. Typical examples of the lead-free solder include Sn—Cu solder, Sn—Ag solder, Sn—Ag—Cu solder, and the like.

Ｓｎ−Ｐｂ系はんだに比べると、鉛フリーはんだは、その取扱いが難しい。鉛フリーはんだは、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだに比べ、融点が２０〜４５℃も高く、はんだ拡がり性も大きく落ちる。   Compared to Sn-Pb solder, lead-free solder is difficult to handle. Lead-free solder has a melting point as high as 20 to 45 ° C., and the solder spreadability is greatly reduced as compared with Sn-37Pb eutectic solder.

はんだ拡がり性が低下すると、プリント基板のパターン面や部品のはんだ付け部にはんだがうまくのりにくくなる。そのため、活性力の強いフラックスを使ったり、はんだこてのこて先温度を上げたりすることもある。当然のことながら、そのようなフラックスや過剰な熱は、プリント基板や部品に悪影響を及ぼす。   When the solder spreadability is lowered, it becomes difficult for the solder to be successfully applied to the pattern surface of the printed circuit board and the soldering portion of the component. For this reason, a flux with a strong activity may be used, or the soldering iron tip temperature may be increased. Naturally, such flux and excessive heat adversely affect printed circuit boards and components.

しかも、このはんだ拡がり性の低下は、プリント基板に対してだけでなく、先端チップの先端作業部にも影響を与える。先端作業部は、下地の鉄めっきを常に溶融錫やはんだが覆うことで高温酸化の防止が図られている。しかしながら、はんだ拡がり性が低下した場合、高温時に先端作業部の鉄めっきが露出しやすくなり、高温酸化が促進するおそれがある。先端作業部が高温酸化してはんだぬれ性を失うと、はんだが乗りにくくなり、はんだ付けそのものができなくなる。そのため、歩留まりが悪くなる。   Moreover, this decrease in solder spreadability affects not only the printed circuit board but also the tip working portion of the tip. The tip working part is prevented from high-temperature oxidation by always covering the underlying iron plating with molten tin or solder. However, when the solder spreadability is lowered, the iron plating at the tip working portion is likely to be exposed at a high temperature, and high-temperature oxidation may be promoted. If the tip working part is oxidized at a high temperature and loses solder wettability, it becomes difficult for the solder to ride and soldering itself cannot be performed. Therefore, the yield is deteriorated.

鉛フリーはんだは、金属を浸食する力も強い。鉛フリーはんだを用いた場合、こて先素材の鉄は、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだに比べ３〜５倍早く浸食する。はんだによる先端作業部の浸食は、作業温度にも大きく依存する。また、鉛フリーはんだの融点は、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだに比べて２０〜４５℃も高いので、はんだ作業時の温度を高く設定しがちであることも、はんだによる先端作業部の耐浸食性に影響している。   Lead-free solder has a strong ability to erode metals. When lead-free solder is used, iron of the iron tip material erodes 3 to 5 times faster than Sn-Pb solder. The erosion of the tip working part by solder greatly depends on the working temperature. Moreover, since the melting point of lead-free solder is 20 to 45 ° C. higher than that of Sn-37Pb eutectic solder, the temperature at the time of soldering tends to be set high. Has an effect.

はんだこてメーカーは、この問題に対して、（１）こて先の鉄めっき厚さを厚くする、（２）こて先の設定温度を出来るだけ低くするため、温度特性の優れたはんだこてを開発する、（３）スリープ機能、オートシャットオフ機能を搭載して、こて先の負荷を低減する、等の対策を講じてきた。しかしながら、依然、抜本的な対策はとれていない。例えば、（１）の「こて先の鉄めっき厚さを厚くする」については、鉄めっきの厚さを厚くして
いくと、熱伝導が悪くなり、作業しづらくなるので限界がある。 Soldering iron manufacturers address this problem by (1) increasing the iron plating thickness of the tip, and (2) reducing the set temperature of the tip as much as possible. (3) Equipped with a sleep function and auto shut-off function to reduce the load on the tip. However, no drastic measures have been taken. For example, with regard to (1) “increasing the iron plating thickness of the tip”, there is a limit because increasing the thickness of the iron plating deteriorates heat conduction and makes it difficult to work.

一方、鉛フリーはんだに対処するべく、はんだこてのこて先の長寿命化、耐浸食性の向上に関する特許は多数出願されている。   On the other hand, in order to deal with lead-free solder, a number of patents have been filed for extending the life of the soldering iron tip and improving erosion resistance.

特許文献１は、「Ｆｅ−１８〜３６％Ｃｒ−５〜１８％Ｃｏ」からなるはんだこて先用合金を開示している。銅基体に耐浸食性金属をめっきしたり、コーティングしたりするのではなく、「Ｆｅ−１８〜３６％Ｃｒ−５〜１８％Ｃｏ」となる合金そのものをこて先にしている。   Patent Document 1 discloses an alloy for a soldering tip made of “Fe-18 to 36% Cr-5 to 18% Co”. Instead of plating or coating a copper substrate with an erosion resistant metal, an alloy itself of “Fe-18 to 36% Cr-5 to 18% Co” is used as a tip.

特許文献２は、先端部に「鉄−けい素合金」を配置したこて先を開示している。   Patent Document 2 discloses a tip in which “iron-silicon alloy” is disposed at the tip.

特許文献３、４は、本件出願人が先に提案したものである。   Patent Documents 3 and 4 have been previously proposed by the present applicant.

特許文献３、４には、金属粒子体からなるこて先チップが提案されている。同こて先チップの実施例としては、「Ｆｅ−１０％Ｃｏ−５．５％Ｃｕ−１．３％Ａｇ」、「Ｆｅ−０．８％Ｃ」等が開示されている。   Patent Documents 3 and 4 propose a tip having a metal particle body. Examples of the tip are disclosed as “Fe-10% Co-5.5% Cu-1.3% Ag”, “Fe-0.8% C”, and the like.

特公平２−９６６８号公報Japanese Patent Publication No.2-9668 特開２００４−１７０６０号公報JP 2004-17060 A 特許第４５４６８３３号公報Japanese Patent No. 4546833 特表２００８−５００１８４号公報Special table 2008-500184 gazette

長寿命のこて先に関する特許は多く出願されているものの、本特許出願人らが調査した範囲では、実用化された例は極めて少ない。   Although many patents relating to long-life tips have been filed, there are very few examples in practical use within the scope investigated by the applicants of this patent.

例えば、本特許出願人らは、特許文献２の技術に関連して、「Ｆｅ−３％Ｓｉ」材を試験した。「Ｆｅ−３％Ｓｉ」材は、極めてはんだ拡がり性が悪く、４００℃、５０００回の試験の途中で３本中２本がはんだぬれ性を失ってしまい、実験を中止せざるを得なかった。Ｓｉははんだ付け性の悪い材料であり、耐浸食性の向上には効果があるが、その反作用としてはんだ付け性が低下し実用に耐えないのである。   For example, the present applicants tested the “Fe-3% Si” material in connection with the technique of US Pat. The “Fe-3% Si” material has extremely poor solder spreadability, and two of the three lose the solder wettability during the test at 400 ° C. and 5000 times, and the experiment had to be stopped. . Si is a material with poor solderability and is effective in improving erosion resistance. However, as its reaction, solderability is lowered and cannot be put into practical use.

特許文献１に記載されているＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系材料も同様である。クロムが入っているため、耐浸食性に優れても、はんだ付け性が低下してしまい、特許文献２の構成と同様に、実用に耐えないのである。   The same applies to the Fe—Cr—Co based material described in Patent Document 1. Since chromium is contained, even if it is excellent in erosion resistance, the solderability is deteriorated, and as in the configuration of Patent Document 2, it cannot be put into practical use.

一方、特許文献３、４に示されているように、鉄を主成分とし、炭素またはコバルトを含有する合金については、鉛フリーはんだに対しても、耐浸食性がある程度高まることが確認された。特に、鉄−炭素系合金については、実用に耐える優れた性能を発揮するものも、これら特許文献３、４には、開示されている。しかしながら、鉄−コバルト系合金については、鉄にどの程度コバルトを含有させるべきか、さらなる試行錯誤を必要としていた。   On the other hand, as shown in Patent Documents 3 and 4, it has been confirmed that an alloy containing iron as a main component and containing carbon or cobalt has a certain degree of corrosion resistance against lead-free solder. . In particular, for iron-carbon alloys, those that exhibit excellent performance to withstand practical use are disclosed in these Patent Documents 3 and 4. However, the iron-cobalt-based alloy required further trial and error as to how much cobalt should be contained in iron.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、鉛フリーはんだに対し、より実用性の高いはんだ取扱装置の先端チップを提供することを課題としている。   This invention is made | formed in view of the subject mentioned above, and makes it the subject to provide the front-end | tip tip of the solder handling apparatus with higher practicality with respect to lead-free solder.

本件発明者は、鋭意研究の結果、純鉄にコバルトを０．５重量％〜５重量％含めた鉄−コバルト系合金を先端作業部に用いることで、はんだに対する耐浸食性を向上させ、同時にはんだ拡がり性を向上させることができることを見出し、本件発明を完成させるに至った。   As a result of diligent research, the present inventors have improved the corrosion resistance against solder by using an iron-cobalt alloy containing 0.5 wt% to 5 wt% of cobalt in pure iron for the tip working portion, and at the same time The present inventors have found that solder spreadability can be improved and have completed the present invention.

上記課題を解決するために、本発明は、はんだ取扱装置の先端チップであって、加熱対象と接触する、焼結品、圧延品、或いは鋳造品からなる先端作業部を備え、前記先端作業部の材質は、０．５重量％〜５重量％のコバルトを含有し、残りを９５重量％以上の鉄及び炭素とする鉄−炭素−コバルト系合金であることを特徴とする先端チップである。この態様では、先端作業部は、所定量（０．５重量％〜５重量％）のコバルトを含有する、鉄と炭素の両方を含有する鉄−炭素−コバルト系合金である。このような先端作業部を有する先端チップをはんだ取扱装置に用いることにより、当該先端作業部の耐浸食性が向上するとともに、はんだ拡がり性を高めることが可能となる。これまで、金属射出成形加工（ＭＩＭ）の焼結品で鉄−コバルト系合金製の先端作業部を有する先端チップを製造した場合、コバルトの含有量が２０重量％を越えると、耐食性が低下することが知られていた。しかしながら、現実には、コバルトの含有量が１０重量％以上になると、耐浸食性、及びはんだ拡がり性がともに低下し、市場の要請に充分に応えることができなかった。これに対し、本態様では、コバルトの含有量を０．５重量％〜５重量％に限定することにより、高いはんだ拡がり性を発揮しつつ、耐浸食性が高く、寿命の長い先端チップを開発することに成功したのである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a tip of a solder handling device, and includes a tip working portion made of a sintered product, a rolled product, or a cast product that comes into contact with a heating target, and the tip working portion This material is an iron-carbon-cobalt-based alloy containing 0.5 wt% to 5 wt% of cobalt, with the remainder being 95 wt% or more of iron and carbon . In this aspect, the tip working part is an iron-carbon-cobalt alloy containing both iron and carbon containing a predetermined amount (0.5 wt% to 5 wt%) of cobalt. By using the tip chip having such a tip working portion in the solder handling apparatus, it is possible to improve the corrosion resistance of the tip working portion and to improve the solder spreading property. So far, when tip chips having tip working parts made of iron-cobalt alloy are manufactured by sintered products of metal injection molding (MIM), if the cobalt content exceeds 20% by weight, the corrosion resistance decreases. It was known. However, in reality, when the cobalt content is 10% by weight or more, both erosion resistance and solder spreadability are lowered, and it is not possible to sufficiently meet market demands. On the other hand, in this mode, by limiting the cobalt content to 0.5 wt% to 5 wt%, a tip with high corrosion resistance and long life has been developed while exhibiting high solder spreadability. It succeeded in doing.

好ましい態様の先端チップにおいて、前記先端作業部は、その材質に含有される炭素が、０．２重量％〜１．２重量％の焼結品、圧延品、或いは鋳造品である。この態様では、先端作業部の材質は、所定量（０．２重量％〜１．２重量％）の炭素ならびに所定量（０．５重量％〜５重量％）のコバルトを含有する鉄−炭素−コバルト系合金である。このような先端作業部を有する先端チップをはんだ取扱装置に用いることにより、当該先端作業部の耐浸食性を飛躍的に向上させ、同時にはんだ拡がり性を向上させることが可能となる。特に、本態様においては、０．２重量％〜１．２重量％の炭素が含有されているので、耐浸食性が格段に向上し、寿命が長くなる。０．２重量％〜１．２重量％の炭素が含有されている鉄−炭素−コバルト系合金で先端作業部を焼結または鋳造した場合、基材には、パーライト組織が生成される。パーライト組織は、炭素含有量がきわめて少ない（純鉄に近い）フェライト（α鉄）と、炭素を多く含むセメンタイト（Ｆｅ３Ｃ）とがランダムな方向で交互に積層された構造になっている。フェライトは、軟質（ビッカース硬さＨｖが約９０）ではあるが、はんだの濡れ性は、きわめて高い。一方、セメンタイトは、はんだの濡れ性は低いが、耐浸食性は、きわめて高い。上述のように炭素が０．２重量％〜１．２重量％の範囲で含有される鉄−炭素−コバルト系合金では、パーライト組織におけるフェライトによって、はんだの濡れ性が向上するとともに、セメンタイトによって耐浸食性が向上する。そのため、従来の濡れ性（はんだ拡がり面積）を維持しつつ、製品の寿命を格段に延ばすことができる。 In a tip of a preferred embodiment, the tip working portion is a sintered product, a rolled product, or a cast product in which carbon contained in the material is 0.2 wt% to 1.2 wt%. In this aspect, the material of the tip working part is iron-carbon containing a predetermined amount (0.2 wt% to 1.2 wt%) of carbon and a predetermined amount (0.5 wt% to 5 wt%) of cobalt. -Cobalt-based alloy. By using a tip chip having such a tip working portion in a solder handling device, it is possible to dramatically improve the erosion resistance of the tip working portion and at the same time improve the solder spreadability. In particular, in this embodiment, since 0.2 wt% to 1.2 wt% of carbon is contained, the erosion resistance is remarkably improved and the life is prolonged. When the tip working part is sintered or cast with an iron-carbon-cobalt alloy containing 0.2 wt% to 1.2 wt% carbon, a pearlite structure is generated on the base material. The pearlite structure has a structure in which ferrite (α iron) having a very low carbon content (close to pure iron) and cementite (Fe 3 C) containing a large amount of carbon are alternately stacked in a random direction. Although ferrite is soft (Vickers hardness Hv is about 90), the wettability of the solder is extremely high. On the other hand, cementite has low solder wettability but very high corrosion resistance. As described above, in the iron-carbon-cobalt-based alloy containing carbon in the range of 0.2 wt% to 1.2 wt%, the wettability of the solder is improved by the ferrite in the pearlite structure, and the resistance by the cementite. Erosion is improved. Therefore, the life of the product can be significantly extended while maintaining the conventional wettability (solder spreading area).

好ましい態様の先端チップにおいて、前記先端作業部の材質は、１０体積％以下の酸化物と、１０体積％以下の炭化物と、１０体積％以下の窒化物と、１０体積％以下のダイヤモンドと、１０体積％以下の黒鉛と、１０体積％以下のカーボンナノチューブとから選択される少なくとも１つを添加物として含有し、残りを鉄とする。この態様では、添加剤の効能により、はんだに対する先端作業部の耐浸食性を一層、向上させることが可能となる。   In a tip of a preferred embodiment, the material of the tip working part is 10 volume% or less oxide, 10 volume% or less carbide, 10 volume% or less nitride, 10 volume% or less diamond, At least one selected from graphite of not more than volume% and carbon nanotube of not more than 10 volume% is contained as an additive, and the remainder is iron. In this aspect, the erosion resistance of the tip working portion with respect to the solder can be further improved by the effect of the additive.

好ましい態様の先端チップにおいて、前記酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２から選択される複合添加材である。この態様では、酸化物として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２から選択される複合添加材を分散添加することで、はんだに対する製品の耐浸食性を一層、向上させること可能となる。 In a tip of a preferred embodiment, the oxide is a composite additive selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , and TiO 2 . In this aspect, by adding a composite additive selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , and TiO 2 as an oxide, the erosion resistance of the product against solder can be further improved.

好ましい態様の先端チップにおいて、前記炭化物は、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＷＣから選択される複合添加材である。この態様では、はんだに対する製品の耐浸食性を一層、向上させることが可能となる。   In the tip of a preferred embodiment, the carbide is a composite additive selected from SiC, TiC, and WC. In this aspect, the erosion resistance of the product against the solder can be further improved.

好ましい態様の先端チップにおいて、前記窒化物は、ＡｌＮ、またはＴｉＮから選択される複合添加材である。この態様では、窒化物として、ＡｌＮ、またはＴｉＮから選択される複合添加材を分散添加することで、はんだに対する製品の耐浸食性を一層、向上させること可能となる。   In the tip of a preferred embodiment, the nitride is a composite additive selected from AlN or TiN. In this aspect, by adding a composite additive selected from AlN or TiN as the nitride, the erosion resistance of the product against the solder can be further improved.

好ましい態様の先端チップにおいて、前記先端作業部は、前記鉄−炭素−コバルト系合金からなるチップキャップの先端部に構成されている。この態様では、製造が容易になり、しかも先端側と基端側とで接続部分がないので、製造が容易になり、耐久性が高まるという利点がある。 In the tip of a preferred aspect, the tip working portion is configured at the tip of a tip cap made of the iron-carbon-cobalt alloy. In this aspect, manufacturing is easy, and there is no connection portion between the distal end side and the proximal end side, so that there is an advantage that the manufacturing is facilitated and the durability is increased.

以上説明したように、本発明によれば、所定量（０．５重量％〜５重量％）の鉄−炭素−コバルト系合金であるので、同材料で先端作業部が製造された先端チップをはんだ取扱装置に用いることにより、当該先端作業部の耐浸食性が向上するとともに、はんだ拡がり性を高め、もって、より実用性を高めることができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, since a predetermined amount (0.5 wt% to 5 wt%) of an iron-carbon-cobalt alloy is used, the tip having a tip working portion manufactured with the same material is used. By using it in the solder handling device, the erosion resistance of the tip working part is improved, and the solder spreadability is improved, thereby having a remarkable effect that the practicality can be further improved.

本発明の実施の一形態に係る先端チップを採用したはんだごての断面図である。It is sectional drawing of the soldering iron which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 本発明の別の実施形態に係る先端チップを採用したはんだごての断面図である。It is sectional drawing of the soldering iron which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係る先端チップを採用したはんだごての断面図である。It is sectional drawing of the soldering iron which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係る先端チップを採用したはんだごての断面図である。It is sectional drawing of the soldering iron which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係る先端チップを採用したはんだ除去器の断面図である。It is sectional drawing of the solder remover which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係る先端チップを採用したはんだ除去器の製造工程を示す工程略図である。It is process schematic which shows the manufacturing process of the solder remover which employ | adopted the front-end | tip tip which concerns on another embodiment of this invention. Ｆｅ−Ｃｏ合金の損傷量と拡がり面積を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of damage and the expansion area of a Fe-Co alloy. Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃ合金の損傷量と拡がり面積を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of damage and the spread area of a Fe-Co-C alloy. 本発明に係る参考例、実施例、並びに比較例の損傷量と拡がり面積を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of damage and the expansion area of the reference example which concerns on this invention, an Example, and a comparative example. 本発明に係る鋳造品の参考例、実施例、並びに鉄めっき（比較例）の損傷量と拡がり面積を示すグラフである。It is a graph which shows the damage amount and expansion area of the reference example, Example, and iron plating (comparative example) of the casting which concern on this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。まず、本発明に係る先端チップを採用したはんだごて１０について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the soldering iron 10 employing the tip of the present invention will be described.

図１を参照して、図示のはんだごて１０の主要構成部材は、ハンドルベース１１（はんだごて本体部）と、ハンドルベース１１に連結されるヒータカートリッジ１２と、ヒータカートリッジ１２の先端に着脱可能に固定される先端チップ２０とを備えている。以下の説明では、はんだごて１０の先端チップ２０が取り付けられる側を仮に前方とする。   Referring to FIG. 1, the main components of the illustrated soldering iron 10 are a handle base 11 (soldering iron body), a heater cartridge 12 connected to the handle base 11, and a detachable attachment to the tip of the heater cartridge 12. And a tip 20 which can be fixed. In the following description, the side on which the tip 20 of the soldering iron 10 is attached is assumed to be the front.

ハンドルベース１１は、略円筒形状の構造体である。ハンドルベース１１の内部には、電装品が実装されている。電装品は、コード１１１を含んでいる。コード１１１の自由端には、図略のコネクタが接続されている。上記コネクタは、はんだごて１０の温度制御装置（図示せず）に接続される。   The handle base 11 is a substantially cylindrical structure. An electrical component is mounted inside the handle base 11. The electrical component includes a cord 111. A connector (not shown) is connected to the free end of the cord 111. The connector is connected to a temperature control device (not shown) of the soldering iron 10.

ヒータカートリッジ１２は、中空パイプ１２１を備えている。中空パイプ１２１の基端部は、ハンドルベース１１の電装品に対し、電気的に接続される接続部を構成している。中空パイプ１２１の外周には、ハンドル１２４が堅固に固定されている。また、中空パイプ１２１の外周には、ハンドル１２４の先端部に連続するねじ部１２５が固定されている。   The heater cartridge 12 includes a hollow pipe 121. The proximal end portion of the hollow pipe 121 constitutes a connection portion that is electrically connected to the electrical components of the handle base 11. A handle 124 is firmly fixed to the outer periphery of the hollow pipe 121. Further, on the outer periphery of the hollow pipe 121, a threaded portion 125 that is continuous with the distal end portion of the handle 124 is fixed.

中空パイプ１２１の先端部には、加熱コア１２８が同心に圧入し、一体化されている。加熱コア１２８は、円柱状の銅または銅合金製品である。また、加熱コア１２８の先端部は、テーパ状の円錐部１２８ａが形成されている。図示の例において、加熱コア１２８は、円錐部１２８ａのみを先端側に突出させた状態で中空パイプ１２１の先端側に圧入され、中空パイプ１２１と加熱コア１２８とが一体化されている。また、加熱コア１２８の基端面には、有底の穴が同芯に開口している。この穴には、加熱センサ１２２とヒータ１２３が、この順で同芯状に配置されている。これらセンサ１２２とヒータ１２３は、中空パイプ１２１の接続部を介して、ヒータカートリッジ１２の電装品に電気的に接続されている。加熱センサ１２２は、加熱コア１２８の長手方向において、円錐部１２８ａの中程まで入り込んでいる。   A heating core 128 is press-fitted concentrically and integrated with the tip of the hollow pipe 121. The heating core 128 is a cylindrical copper or copper alloy product. In addition, a tapered conical portion 128 a is formed at the tip of the heating core 128. In the illustrated example, the heating core 128 is press-fitted into the distal end side of the hollow pipe 121 with only the conical portion 128a protruding toward the distal end side, and the hollow pipe 121 and the heating core 128 are integrated. In addition, a bottomed hole opens concentrically on the base end surface of the heating core 128. In this hole, the heating sensor 122 and the heater 123 are arranged concentrically in this order. The sensor 122 and the heater 123 are electrically connected to the electrical components of the heater cartridge 12 through the connection portion of the hollow pipe 121. The heating sensor 122 enters the middle of the conical portion 128a in the longitudinal direction of the heating core 128.

図２を参照して、ねじ部１２５の前方には、中空パイプ１２１の外周を覆うスリーブ１２６が配置されている。このスリーブ１２６の基端部には、フランジ１２６ａが形成されている。フランジ１２６ａは、ねじ部１２５の前端面に当接している。さらにスリーブ１２６の外周には、袋ナット１２７が挿通している。袋ナット１２７は、前方からねじ部１２５に螺合している。袋ナット１２７の先端部には、内向きフランジ１２７ａが形成されている。袋ナット１２７がねじ部１２５に螺合することにより、内向きフランジ１２７ａは、スリーブ１２６のフランジ１２６ａの前面をねじ部１２５の前端面との間で挟圧している。従って、袋ナット１２７は、スリーブ１２６を中空パイプ１２１と一体化する。一方、スリーブ１２６の先端部には、内向きフランジ１２６ｂが形成されている。内向きフランジ１２６ｂは、組付時に先端チップ２０の適所（詳しくは後述）に前方から係合し、先端チップ２０を加熱コア１２８の先端面（円錐部１２８ａのテーパ部分）との間で挟圧
する。これにより、先端チップ２０は、加熱コア１２８と一体化される。 Referring to FIG. 2, a sleeve 126 that covers the outer periphery of the hollow pipe 121 is disposed in front of the screw portion 125. A flange 126 a is formed at the base end portion of the sleeve 126. The flange 126 a is in contact with the front end surface of the screw portion 125. Further, a cap nut 127 is inserted through the outer periphery of the sleeve 126. The cap nut 127 is screwed into the screw portion 125 from the front. An inward flange 127 a is formed at the tip of the cap nut 127. When the cap nut 127 is screwed into the screw portion 125, the inward flange 127 a clamps the front surface of the flange 126 a of the sleeve 126 between the front end surface of the screw portion 125. Accordingly, the cap nut 127 integrates the sleeve 126 with the hollow pipe 121. On the other hand, an inward flange 126 b is formed at the tip of the sleeve 126. The inward flange 126b is engaged with an appropriate position (details will be described later) of the tip 20 from the front during assembly, and clamps the tip 20 with the tip surface of the heating core 128 (the tapered portion of the conical portion 128a). . Thereby, the tip 20 is integrated with the heating core 128.

図示の実施形態において、先端チップ２０は、チップコア２０１と、チップコア２０１の外周に設けられるチップキャップ２０２とを備えている。   In the illustrated embodiment, the tip 20 includes a chip core 201 and a chip cap 202 provided on the outer periphery of the chip core 201.

チップコア２０１は、銅または銅合金の中実体である。チップコア２０１の基端部には、テーパ状の窪み２０３が形成されている。窪み２０３は、チップコア２０１に対し同心に形成されているとともに、加熱コア１２８の円錐部１２８ａのテーパ部分と面接合するように諸元が一致する円錐形状を呈している。組付時において、窪み２０３には、円錐部１２８ａが面接合する。また、軸方向において、加熱センサ１２２の先端側は、窪み２０３内に入り込んでいる。   The chip core 201 is a solid body of copper or a copper alloy. A tapered recess 203 is formed at the base end of the chip core 201. The recess 203 is concentrically formed with respect to the chip core 201 and has a conical shape whose specifications coincide with each other so as to be in surface contact with the tapered portion of the conical portion 128 a of the heating core 128. At the time of assembly, the conical portion 128a is surface-bonded to the recess 203. Further, in the axial direction, the leading end side of the heating sensor 122 enters the recess 203.

チップキャップ２０２の先端部は、本発明の先端作業部Ｔの一例である。先端作業部Ｔは、はんだ取扱装置の種類にもよるが、はんだごての場合、例えば、チップキャップ２０２の１／５の長さの先端側部位である。チップキャップ２０２は、金属射出成形によってまたはプレス成形法によって作成できる。図示の例では、チップキャップ２０２は、略円錐形状に形成されている。また、チップキャップ２０２の先端には、はんだをのせる扁平部が形成されている。チップキャップ２０２の基端部には、フランジ２０２ａが形成されている。上記スリーブ１２６の内向きフランジ１２６ｂは、このフランジ２０２ａの前面に当接し、加熱コア１２８との間でチップキャップ２０２を挟圧する。これにより、先端チップ２０は、堅固に、かつ交換可能に、ヒータカートリッジ１２に固定される。   The tip portion of the tip cap 202 is an example of the tip working portion T of the present invention. The tip working portion T is, for example, a tip side portion having a length of 1/5 of the chip cap 202 in the case of a soldering iron, depending on the type of solder handling device. The tip cap 202 can be made by metal injection molding or by press molding. In the illustrated example, the tip cap 202 is formed in a substantially conical shape. Further, a flat portion on which solder is placed is formed at the tip of the chip cap 202. A flange 202 a is formed at the base end portion of the tip cap 202. The inward flange 126b of the sleeve 126 abuts against the front surface of the flange 202a and clamps the tip cap 202 with the heating core 128. Thereby, the tip 20 is fixed to the heater cartridge 12 firmly and exchangeably.

チップキャップ２０２の材質は、鉄と炭素の両方を含有する鉄−炭素−コバルト系合金である。 The material of the chip cap 202 is an iron-carbon-cobalt alloy containing both iron and carbon.

以下に、チップキャップ２０２の基材について検討した過程について説明する。   Below, the process which examined the base material of the chip cap 202 is demonstrated.

本件発明者は、チップキャップ２０２の素材として実用的な鉄材料について研究した。その過程で、コバルトを含有する鉄−コバルト系合金は、高温環境下においても、耐酸化特性に優れ、変色（黒変）しにくいことがわかった。耐酸化特性に優れた材料を用いた場合、チップキャップ２０２のはんだぬれ性が高くなり、はんだが乗りやすくなる。そのため、はんだ付けの作業性が向上する。   The inventor has studied a practical iron material as a material for the chip cap 202. In the process, it was found that the iron-cobalt-based alloy containing cobalt is excellent in oxidation resistance even under a high temperature environment and is not easily discolored (blackened). When a material excellent in oxidation resistance is used, the solderability of the chip cap 202 is increased, and the solder can be easily carried. Therefore, the workability of soldering is improved.

そこで、鉄−コバルト系合金のはんだ拡がり性を確認した。確認方法としては、コバルトの含有量の異なる幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ×１厚さｍｍの板に一定量の鉛フリーはんだを設置し、はんだ槽に浮かべた。この鉛フリーはんだを溶かし、そのはんだ拡がり面積を測定してはんだ拡がり性を調べた（表１の試料１から５）。損傷量についてはコバルト含有量の異なる材質からなるチップキャップ２０２を備えた先端チップ２０（表１の試料１から５）を用意して調べた。   Then, the solder expansibility of the iron-cobalt alloy was confirmed. As a confirmation method, a certain amount of lead-free solder was placed on a plate having a width of 20 mm, a length of 20 mm, and a thickness of mm with different cobalt contents, and floated on a solder bath. The lead-free solder was melted and the solder spread area was measured to examine the solder spreadability (samples 1 to 5 in Table 1). The amount of damage was examined by preparing tip tips 20 (samples 1 to 5 in Table 1) provided with tip caps 202 made of materials having different cobalt contents.

以下の説明では、同一条件の試験を鉄めっきの板に対して施した場合の損傷量（本試験では、２５１．８μｍ）を１としたときの倍率を「耐浸食性」とも呼称する。また、はんだ拡がり性は、同一条件の試験を鉄めっきのチップキャップ２０２に対して施した場合のはんだ拡がり面積（本試験では、０．４２ｃｍ２）を１としたときの倍率である。性能試験の条件は、４００℃の温度条件で、φ１ｍｍの鉛フリーはんだ（商品名：ＥＣＯＳＯＬＤＥＲ ＮＥＯ）を一回につき５ｍｍずつ先端チップ２０に送り、５０００回はんだ送りを繰り返した。 In the following description, the magnification when the amount of damage (251.8 μm in this test) when the test under the same conditions is performed on an iron-plated plate is 1 is also referred to as “erosion resistance”. The solder spreadability is a magnification when the solder spread area ( 0.42 cm 2 in this test) is 1 when a test under the same conditions is performed on the iron-plated chip cap 202. The performance test was conducted under the temperature condition of 400 ° C., and lead-free solder of φ1 mm (trade name: ECOSOLDER NEO) was sent to the tip 20 at a distance of 5 mm at a time, and the solder feeding was repeated 5000 times.

表１、図８は、その結果である。   Table 1 and FIG. 8 show the results.

Figure 0006166893
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表１、図８から明らかなように、鉄めっきに比べ、コバルトの含有量が０．５重量％から増加するにつれて、耐浸食性とはんだ拡がり性は、それぞれ上昇し、Ｃｏ＝３重量％でピークとなる。コバルトの含有量が３重量％を越えると、その後は、はんだ拡がり性と耐浸食性は、ともに降下する。特に、コバルトの含有量が１０重量％の場合は、耐浸食性が鉄めっきの１．２１倍となり、本願発明で指向されている長寿命商品としては、実用性に欠けることが判明した。   As is apparent from Table 1 and FIG. 8, as the cobalt content increases from 0.5 wt%, the erosion resistance and the solder spreadability increase, respectively, as compared with iron plating, and Co = 3 wt%. It becomes a peak. When the cobalt content exceeds 3% by weight, the solder spreadability and erosion resistance both decrease thereafter. In particular, when the cobalt content is 10% by weight, the erosion resistance is 1.21 times that of iron plating, and it has been found that the long-life product directed in the present invention lacks practicality.

ところで、本件発明者は、鉄−炭素系合金にコバルトを加えた場合、はんだ拡がり性を低下させることなく、はんだによる浸食量低減に効果があることをつきとめた。   By the way, when this inventor added cobalt to an iron-carbon type alloy, it discovered that it was effective in the amount of erosion reduction by solder, without reducing solder expansibility.

表２、図９に、鉄−炭素−コバルト系合金の試験例を示す。試験条件は、試料が異なる他は、表１、図８の試験条件と同じである。   Table 2 and FIG. 9 show test examples of iron-carbon-cobalt alloys. The test conditions are the same as those in Table 1 and FIG. 8 except that the samples are different.

Figure 0006166893
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表２、図９から明らかなように、耐浸食性については、鉄めっき、さらには、鉄−コバルト系合金に比べ、格段に高まっていることが確認された。また、はんだ拡がり性についても、一部の鉄−コバルト系合金（たとえば、Ｃｏ＝３重量％のもの）に比べ、若干、低くなるものの、鉄めっきよりは、向上することが確認された。以上の知見から、実用的な範囲としては、耐浸食性よりもはんだ拡がり性が優先される商品については、鉄−コバルト系合金でチップキャップ２０２を製造することが好ましく、特に、Ｃｏ＝３重量％の鉄−コバルト系合金については、はんだ拡がり性は、格段に向上し、かつ、寿命も最も長くなることが確認された。   As is apparent from Table 2 and FIG. 9, it was confirmed that the erosion resistance was remarkably increased as compared with iron plating and iron-cobalt alloy. In addition, it was confirmed that the solder spreadability is improved as compared with iron plating although it is slightly lower than that of some iron-cobalt alloys (for example, Co = 3% by weight). From the above knowledge, as a practical range, it is preferable to manufacture the chip cap 202 with an iron-cobalt-based alloy for products in which solder spreadability is given priority over erosion resistance, and in particular, Co = 3 weight. % Iron-cobalt alloy was confirmed to have a significantly improved solder spreadability and the longest lifetime.

一方、耐浸食性が優先される商品については、鉄−炭素−コバルト系合金でチップキャップ２０２を製造することが好ましいことが確認された。   On the other hand, it was confirmed that it is preferable to manufacture the tip cap 202 with an iron-carbon-cobalt alloy for products in which erosion resistance is prioritized.

以下に具体的な例を説明する。A specific example will be described below.

図３に示す実施形態では、先端チップ３０は、チップコア３０１と、チップコア３０１の外周に設けられるチップキャップ３０２とを備えている。   In the embodiment shown in FIG. 3, the tip chip 30 includes a chip core 301 and a chip cap 302 provided on the outer periphery of the chip core 301.

チップコア３０１の素材は、銅または銅合金である。チップコア３０１の先端側は、中実に形成されている。チップコア３０１の基端側には、有底の穴が形成されたスリーブ状に形成されている。先端チップ３０の前記穴には、ヒータアセンブリ３２０が挿入されている。ヒータアセンブリ３２０は、センサ部３２２と、ヒータ部３２３とが一体になったものである。ヒータアセンブリ３２０とチップコア３０１とは、一体に組み込まれてこて先ヒーターユニットとなる。   The material of the chip core 301 is copper or a copper alloy. The tip side of the chip core 301 is formed solid. On the base end side of the chip core 301, a sleeve shape with a bottomed hole is formed. A heater assembly 320 is inserted into the hole of the tip 30. The heater assembly 320 includes a sensor unit 322 and a heater unit 323 that are integrated. The heater assembly 320 and the chip core 301 are integrated into a tip heater unit.

チップキャップ３０２は、金属射出成形によってまたはプレス成形法によって作成できる成型品である。チップキャップ３０２の材質は、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金である。図３の実施形態において、チップキャップ３０２の先端部は、焼結品、圧延品、或いは鋳造品からなる先端作業部Ｔを構成している。 The tip cap 302 is a molded product that can be produced by metal injection molding or by press molding. The material of the tip cap 302 is an iron-carbon-cobalt alloy similar to that of the tip tip 20 of FIG. In the embodiment of FIG. 3, the tip portion of the tip cap 302 constitutes a tip working portion T made of a sintered product, a rolled product, or a cast product.

図２、或いは図３の実施形態では、先端作業部Ｔは、上述のような鉄−炭素−コバルト系合金からなるチップキャップ２０２、３０２の先端部に構成されている。このため本実施形態では、製造が容易になり、しかも先端側と基端側とで接続部分がないので、製造が容易になり、耐久性が高まるという利点がある。 In the embodiment of FIG. 2 or FIG. 3, the distal end working portion T is configured at the distal end portions of the tip caps 202 and 302 made of the iron-carbon-cobalt alloy as described above. For this reason, in this embodiment, since manufacture becomes easy and there is no connection part in the front end side and the base end side, there exists an advantage that manufacture becomes easy and durability improves.

一方、先端作業部Ｔの具体的な態様は、上述した図２、図３の構成に限定されない。   On the other hand, the specific mode of the distal end working unit T is not limited to the configuration of FIGS. 2 and 3 described above.

例えば、図４に示す先端チップ４０は、先端作業部Ｔを構成する部位のみにチップキャップ４０２を設け、このチップキャップ４０２として、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金製の焼結品、圧延品、或いは鋳造品を用いた例である。チップキャップ４０２は、溶接などを用いて、予め成形された銅または銅合金製のチップコア４０１の端部に固着されている。 For example, the tip tip 40 shown in FIG. 4 is provided with a tip cap 402 only at a portion constituting the tip working portion T, and this tip cap 402 is made of an iron-carbon-cobalt alloy similar to the tip tip 20 of FIG. This is an example using a sintered product, a rolled product, or a cast product. The tip cap 402 is fixed to an end portion of a previously formed tip core 401 made of copper or copper alloy by welding or the like.

また、本発明が適用可能なはんだこての先端チップとしては、チップキャップ２０２、３０２を採用した図２〜図４の例に限らず、例えば、ソリッドタイプのものであってもよい。その場合、先端作業部Ｔを構成する先端部全体が上述した鉄−炭素−コバルト系合金の焼結品、圧延品、或いは鋳造品で構成される。 Further, the tip of the soldering iron to which the present invention can be applied is not limited to the examples of FIGS. 2 to 4 adopting the chip caps 202 and 302, and may be, for example, a solid type. In that case, the entire tip portion constituting the tip working portion T is composed of the above-described sintered product, rolled product, or cast product of the iron-carbon-cobalt alloy .

図５にその一例を示す。同図に示す先端チップ５０は、銅または銅合金製のチップコア５０１の先端部分に接合端を形成し、この接合端に中実の先端部５０２の基端面を接合した実施形態を例示したものである。図５の実施形態では、先端部５０２の材質として、全体が図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金が用いられる。先端部５０２の外周面は、チップコア５０１の外周面と滑らかに連続するテーパ面を構成している。そして、この先端部５０２の外周部分が、加熱対象と接する先端作業部Ｔを構成している。 An example is shown in FIG. The tip 50 shown in the figure is an example in which a joining end is formed at the tip of a chip core 501 made of copper or copper alloy, and the base end face of a solid tip 502 is joined to this joining end. is there. In the embodiment of FIG. 5, the iron-carbon-cobalt alloy that is the same as that of the tip 20 of FIG. 2 is used as the material of the tip 502. The outer peripheral surface of the tip portion 502 constitutes a tapered surface that is smoothly continuous with the outer peripheral surface of the chip core 501. And the outer peripheral part of this front-end | tip part 502 comprises the front-end | tip working part T which touches a heating object.

また、さらなる実施形態として、はんだ取扱装置は、はんだごてに限らず、例えば、はんだを溶融して吸引するはんだ除去器であってもよい。その場合、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金を、当該はんだ除去装置に取り付けられるはんだこて部の先端チップに適用することができる。 Further, as a further embodiment, the solder handling apparatus is not limited to a soldering iron, and may be, for example, a solder remover that melts and sucks solder. In that case, the same iron-carbon-cobalt alloy as the tip 20 of FIG. 2 can be applied to the tip of the soldering iron portion attached to the solder removal apparatus.

図６にその一例を示す。同図に示すはんだ除去器用の先端チップ６０は、筒状のチップコア６０１と、このチップコア６０１の外周に設けられるチップキャップ６０２とを備えている。チップキャップ６０２は、チップコア６０１の内外周を囲繞し、加熱対象と接触して加熱対象を加熱する機能を奏する。このチップキャップ６０２の先端部分もまた、本発明の先端作業部Ｔを構成している。そして、この先端作業部Ｔを含むチップキャップ６０２全体が、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金で構成されている。はんだ除去装置の場合には、さらになる変形例に本発明を適用することが可能となる。 An example is shown in FIG. A tip chip 60 for a solder remover shown in the figure includes a cylindrical chip core 601 and a chip cap 602 provided on the outer periphery of the chip core 601. The chip cap 602 has a function of surrounding the inner and outer periphery of the chip core 601 and heating the heating target by contacting the heating target. The tip portion of the tip cap 602 also constitutes the tip working portion T of the present invention. The entire tip cap 602 including the tip working portion T is made of the same iron-carbon-cobalt alloy as the tip tip 20 of FIG. In the case of a solder removal apparatus, the present invention can be applied to a further modified example.

図７に示すさらに別の例では、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金製のプレス板７００をチップコア７０１の接合端に溶接したはんだ除去器用の先端チップ７０（図７（Ｃ）参照）を示している。 In still another example shown in FIG. 7, a tip tip 70 for a solder remover in which a press plate 700 made of an iron-carbon-cobalt alloy similar to the tip tip 20 of FIG. 2 is welded to the joint end of the tip core 701 (FIG. 7). (See (C)).

先端チップ７０の製造工程としては、まず、図７（Ａ）に示すように、先端側が細くなるテーパ状に形成されたチップコア７０１を予め製造する。チップコア７０１は、銅または銅合金であり、表面には、めっきが施されている。また、その先端部には、プレス板７００を固着可能な面積を有する接合端が形成される。   As a manufacturing process of the tip chip 70, first, as shown in FIG. 7A, a chip core 701 formed in a tapered shape whose tip end side becomes narrow is manufactured in advance. The chip core 701 is made of copper or a copper alloy, and the surface is plated. In addition, a joint end having an area where the press plate 700 can be fixed is formed at the tip.

次に、図７（Ｂ）に示すように、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金製のプレス板７００をチップコア７０１の接合端に溶接などで固着する。プレス板７００は、はんだ除去装置の先端作業部Ｔとして必要充分な厚み（例えば、１．５ｍｍ〜３．５ｍｍ）を有している。 Next, as shown in FIG. 7B, a press plate 700 made of an iron-carbon-cobalt alloy similar to the tip 20 of FIG. 2 is fixed to the joint end of the chip core 701 by welding or the like. The press plate 700 has a necessary and sufficient thickness (for example, 1.5 mm to 3.5 mm) as the tip working portion T of the solder removal apparatus.

次いで、図７（Ｃ）に示すように、チップコア７０１の内径に同心に連通する孔７０４をプレス板７００に穿設する。   Next, as shown in FIG. 7C, a hole 704 that is concentrically connected to the inner diameter of the chip core 701 is formed in the press plate 700.

以上の工程により、先端作業部Ｔの材質が、図２の先端チップ２０と同様の鉄−炭素−コバルト系合金製の先端チップ７０を製造することができる。 Through the above steps, the tip tip 70 made of an iron-carbon-cobalt alloy having the tip working portion T made of the same material as the tip tip 20 of FIG. 2 can be manufactured.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはいうまでもない。   In addition, it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

以上の知見に基づき、本件発明者は、本願発明の種々の態様を作製した。   Based on the above findings, the present inventor made various aspects of the present invention.

以下に、本件発明者が開発した参考例及び実施例と比較例の試験結果を表３並びに図１０に示す。試験方法は、上述した表１、図８の試験条件と同じである。 Table 3 and FIG. 10 show the test results of the reference examples, examples, and comparative examples developed by the present inventors. The test method is the same as the test conditions shown in Table 1 and FIG.

Figure 0006166893
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表３および図１０を参照して、参考例１から９は、鉄−コバルト系合金の試験結果を示
している。これらのうち、参考例１、３、５、７、９は、いわゆるＭＩＭ法で射出成形をした後、焼結したものである。これらは、脱炭により焼結後の炭素量がほぼ０重量％となった鉄−コバルト系材料である。一方、参考例２、４、６、８は、焼結後に圧延した焼結後圧延品（以下、単に「圧延品」という）である。 With reference to Table 3 and FIG. 10, Reference Examples 1 to 9 show test results of iron-cobalt alloys. Among these, Reference Examples 1, 3, 5, 7, and 9 are sintered after injection molding by the so-called MIM method. These are iron-cobalt materials in which the amount of carbon after sintering is reduced to approximately 0% by decarburization. On the other hand, Reference Examples 2, 4, 6, and 8 are post-sintered rolled products (hereinafter simply referred to as “rolled products”) rolled after sintering.

参考例１のように、コバルトを０．５重量％添加した鉄−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、１８０．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．４倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４２ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、同等の１倍の結果となった。 As in Reference Example 1, in the case of an iron-cobalt-based sintered product to which 0.5% by weight of cobalt is added, the surface damage amount is 180.0 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251). .8 μm), which is improved by 1.4 times. Moreover, the solder spreading area was 0.42 cm 2 , and the solder spreading property was the same as that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例２のように、コバルトを０．５重量％添加した鉄−コバルト系圧延品の場合、表面の損傷量は、１６２．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．５倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４２ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、同等の１倍の結果となった。 As in Reference Example 2, in the case of an iron-cobalt rolled product to which 0.5% by weight of cobalt is added, the surface damage amount is 162.5 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251. 8 times larger than 1.5 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.42 cm 2 , and the solder spreading property was the same as that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例３のように、コバルトを１重量％添加した鉄−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、１７５．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．４倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．５ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．１９倍の結果となった。 As in Reference Example 3, in the case of an iron-cobalt-based sintered product added with 1% by weight of cobalt, the surface damage amount is 175.0 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). ) To 1.4 times. Moreover, the solder spreading area was 0.5 cm 2 , and the solder spreading property was 1.19 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例４のように、コバルトを１重量％添加した鉄−コバルト系圧延品の場合、表面の損傷量は、２２０．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．１倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．５ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．１９倍の結果となった。 As in Reference Example 4, in the case of an iron-cobalt rolled product added with 1% by weight of cobalt, the surface damage amount is 220.5 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). Compared to 1.1 times. Moreover, the solder spreading area was 0.5 cm 2 , and the solder spreading property was 1.19 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例５のように、コバルトを３重量％添加した鉄−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、１７０．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．５倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．５３ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．２６倍の結果となった。 As in Reference Example 5, in the case of an iron-cobalt-based sintered product added with 3% by weight of cobalt, the surface damage amount is 170.0 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). ) To 1.5 times. Moreover, the solder spreading area was 0.53 cm 2 , and the solder spreading property was 1.26 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例６のように、コバルトを３重量％添加した鉄−コバルト系圧延品の場合、表面の損傷量は、１０８．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、２．３倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．５４ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．２９倍の結果となった。 As in Reference Example 6, in the case of an iron-cobalt rolled product added with 3% by weight of cobalt, the surface damage amount is 108.0 μm, and the corrosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). On the other hand, it improved 2.3 times. Moreover, the solder spreading area was 0.54 cm 2 , and the solder spreading property was 1.29 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例７のように、コバルトを３重量％添加し、かつ、複合添加材として、窒化アルミニウム２．２重量％を分散添加した鉄−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、６５．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、３．９倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４１ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、０．９８倍の結果となった。 As in Reference Example 7, in the case of an iron-cobalt-based sintered product to which 3% by weight of cobalt is added and 2.2% by weight of aluminum nitride is dispersedly added as a composite additive, the surface damage amount is 65%. The erosion resistance was improved by 3.9 times that of iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.41 cm 2 , and the solder spreading property was 0.98 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例８のように、コバルトを５重量％添加した鉄−コバルト系圧延品の場合、表面の損傷量は、１０６．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、２．４倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４８ｃｍ２であり、はんだ
拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．１４倍の結果となった。 As in Reference Example 8, in the case of an iron-cobalt rolled product to which 5% by weight of cobalt is added, the surface damage amount is 106.5 μm, and the corrosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). On the other hand, it improved 2.4 times. Moreover, the solder spreading area was 0.48 cm 2 , and the solder spreading property was 1.14 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

参考例９のように、コバルトを５重量％添加した鉄−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、１９７．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．３倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４８ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．１４倍の結果となった。 As in Reference Example 9, in the case of an iron-cobalt-based sintered product added with 5% by weight of cobalt, the surface damage amount is 197.5 μm, and the erosion resistance is iron plating (damage amount = 251.8 μm). ) Improved 1.3 times. Moreover, the solder spreading area was 0.48 cm 2 , and the solder spreading property was 1.14 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

一方、実施例１から実施例５は、鉄−炭素−コバルト系合金の試験結果を示している。これら実施例１から実施例５については、炭素含有量がそれぞれ表３に示す重量％となるように焼結雰囲気中のカーボンポテンシャルを変化させ、鉄−炭素―コバルト系焼結体とした。 On the other hand, Examples 1 to 5 show test results of iron-carbon-cobalt alloys. In these Examples 1 to 5 , the carbon potential in the sintering atmosphere was changed so that the carbon content would be the wt% shown in Table 3, respectively, to obtain iron-carbon-cobalt based sintered bodies.

実施例１のように、炭素を０．６６重量％添加し、かつコバルトを０．５重量％添加した鉄−炭素−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、９０．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、２．８倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４３ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０２倍の結果となった。 In the case of an iron-carbon-cobalt-based sintered product to which 0.66% by weight of carbon and 0.5% by weight of cobalt are added as in Example 1, the amount of damage on the surface is 90.0 μm. The erosion resistance was improved by 2.8 times that of iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.43 cm 2 , and the solder spreading property was 1.02 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

実施例２のように、炭素を０．６５重量％添加し、かつコバルトを１重量％添加した鉄−炭素−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、９５．０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、２．７倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４４ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０５倍の結果となった。 In the case of an iron-carbon-cobalt-based sintered product to which 0.65% by weight of carbon and 1% by weight of cobalt are added as in Example 2 , the surface damage amount is 95.0 μm, The erodibility was improved by 2.7 times compared to iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.44 cm 2 , and the solder spreading property was 1.05 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

実施例３のように、炭素を０．７重量％添加し、かつコバルトを３重量％添加した鉄−炭素−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、７４．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、３．４倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４４ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０５倍の結果となった。 In the case of an iron-carbon-cobalt sintered product to which 0.7% by weight of carbon and 3% by weight of cobalt are added as in Example 3, the amount of damage on the surface is 74.5 μm, The erodibility was improved 3.4 times compared to iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.44 cm 2 , and the solder spreading property was 1.05 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

実施例４のように、炭素を０．７９重量％添加し、かつコバルトを３重量％添加した鉄−炭素−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、６５．３μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、３．９倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４４ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０５倍の結果となった。 In the case of an iron-carbon-cobalt sintered product to which 0.79% by weight of carbon and 3% by weight of cobalt were added as in Example 4, the amount of damage on the surface was 65.3 μm, The erodibility improved to 3.9 times that of iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.44 cm 2 , and the solder spreading property was 1.05 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

実施例５のように、炭素を０．６４重量％添加し、かつコバルトを５重量％添加した鉄−炭素−コバルト系焼結品の場合、表面の損傷量は、７５．５μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、３．３倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４４ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０５倍の結果となった。 In the case of an iron-carbon-cobalt sintered product to which 0.64% by weight of carbon and 5% by weight of cobalt are added as in Example 5 , the surface damage amount is 75.5 μm, The erodibility improved 3.3 times as much as iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.44 cm 2 , and the solder spreading property was 1.05 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

これに対し、比較例では、純鉄でチップキャップ２０２を構成した例を試験した。比較例１は、損傷量については、１８６．５μｍ、１８２．５μｍと、鉄めっきに比べ、幾分、改善が見られたものの、拡がり面積については、０．３９ｃｍ２、０．４ｃｍ２と、何れも鉄めっきよりも下回る結果となった。 On the other hand, in the comparative example, an example in which the tip cap 202 is made of pure iron was tested. Comparative Example 1 is for the amount of damage, 186.5Myuemu, and 182.5Myuemu, compared to iron plating, somewhat, although improvement was seen, for spreading area, 0.39Cm 2, and 0.4 cm 2, In either case, the result was lower than that of iron plating.

以上の試験結果から、鉄−コバルト系合金では、焼結体、圧延品とも、耐浸食性が比較
的向上し、しかも、はんだ拡がり性は、格段に向上することが確認された。特に、コバルトの含有量が３重量％のもの（参考例６、７）については、耐浸食性も格段に向上した。また、コバルトの含有量が３重量％の圧延品（参考例６）については、耐浸食性が向上したばかりでなく、はんだ拡がり性も格段に向上した。 From the above test results, it was confirmed that, in the iron-cobalt-based alloy, both the sintered body and the rolled product have relatively improved erosion resistance and the solder spreadability is remarkably improved. In particular, the erosion resistance was remarkably improved for the cobalt content of 3% by weight ( Reference Examples 6 and 7). In addition, the rolled product ( Reference Example 6) having a cobalt content of 3% by weight not only improved the erosion resistance but also improved the solder spreadability.

また、鉄−炭素−コバルト系合金では、概して、鉄−コバルト系合金よりも耐浸食性が向上することが確認された。特に、コバルトの含有量が３重量％のもの（実施例３、４）については、耐浸食性が格段に向上した。また、試験した範囲では、はんだ拡がり性は、何れも鉄めっきを上回る良好な結果が得られた。 It was also confirmed that the iron-carbon-cobalt alloy generally has improved erosion resistance than the iron-cobalt alloy. In particular, the erosion resistance was remarkably improved for those having a cobalt content of 3% by weight (Examples 3 and 4 ). Moreover, in the tested range, good results were obtained in which the solder spreadability exceeded that of iron plating.

次に、本件発明者は、鋳造品についても、試験を実施した。試験の条件は、本件発明者が開発した参考例と実施例の試験結果を表４並びに図１１に示す。試験方法は、上述した表１、図８の試験条件と同じである。 Next, the present inventor also conducted a test on cast products. The test conditions are shown in Table 4 and FIG. 11 as the test results of the reference examples and examples developed by the present inventors. The test method is the same as the test conditions shown in Table 1 and FIG.

Figure 0006166893
Figure 0006166893

参考例１０のように、コバルトを３重量％添加した鉄−コバルト系鋳造品の場合、表面の損傷量は、１９０μｍであり、耐浸食性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、１．３倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４３ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、１．０２倍の結果となった。 As in Reference Example 10, in the case of an iron-cobalt cast product to which 3% by weight of cobalt is added, the surface damage amount is 190 μm, and the erosion resistance is compared to iron plating (damage amount = 251.8 μm). , Improved 1.3 times. Moreover, the solder spreading area was 0.43 cm 2 , and the solder spreading property was 1.02 times that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

一方、実施例６のように、炭素を０．８重量％添加し、かつコバルトを３重量％添加した鉄−炭素−コバルト系鋳造品の場合、表面の損傷量は、６２．５μｍであり、耐浸食
性は、鉄めっき（損傷量＝２５１．８μｍ）に対し、４．０倍に向上した。また、はんだ拡がり面積は、０．４２ｃｍ２であり、はんだ拡がり性は、鉄めっき（拡がり面積＝０．４２ｃｍ２）に対し、同等の１倍の結果となった。 On the other hand, as in Example 6, in the case of an iron-carbon-cobalt casting in which 0.8% by weight of carbon and 3% by weight of cobalt are added, the surface damage amount is 62.5 μm, The erosion resistance was improved by a factor of 4.0 over iron plating (damage amount = 251.8 μm). Moreover, the solder spreading area was 0.42 cm 2 , and the solder spreading property was the same as that of iron plating (spreading area = 0.42 cm 2 ).

このように、合金化の方法としては鋳造法でも焼結法のいずれでもよく、同等の性能を得られ得ることが確認された。   Thus, the alloying method may be either a casting method or a sintering method, and it was confirmed that equivalent performance can be obtained.

１０ はんだごて（はんだ取扱装置の一例）
２０、３０、４０、５０、６０、７０ 先端チップ
２０２、３０２、４０２、６０２ チップキャップ（先端作業部の構成例）
５０２ 先端部（先端作業部の構成例）
７００ プレス板（先端作業部の構成例） 10 Soldering iron (an example of solder handling equipment)
20, 30, 40, 50, 60, 70 Tip tip 202, 302, 402, 602 Tip cap (configuration example of tip working unit)
502 Tip portion (configuration example of tip working portion)
700 Press plate (Configuration example of the tip working unit)

Claims (3)

はんだ取扱装置の先端チップであって、
加熱対象と接触する、焼結品、圧延品、或いは鋳造品からなる先端作業部を備え、
前記先端作業部の材質は、０．５重量％〜５重量％のコバルトを含有し、残りの鉄と炭素の合計を９５重量％以上とする鉄−炭素−コバルト系合金である
先端チップ。 A tip of a solder handling device,
Provided with a tip working part made of a sintered product, a rolled product, or a cast product that comes into contact with the object to be heated,
The tip material of the working unit contains from 0.5 wt% to 5 wt% cobalt, iron you the total of the remaining iron and carbon and 95 wt% or more - carbon - tip cobalt-based alloy. 請求項１記載の先端チップにおいて、
前記先端作業部は、その材質に含有される炭素が、０．２重量％〜１．２重量％の焼結品、圧延品、或いは鋳造品である
ことを特徴とする先端チップ。 The tip of claim 1,
The tip part is characterized in that the carbon contained in the material of the tip working part is a sintered product, a rolled product, or a cast product of 0.2 wt% to 1.2 wt%. 請求項１または２項に記載の先端チップにおいて、
前記先端作業部は、前記鉄−炭素−コバルト系合金からなるチップキャップの先端部に構成されている
先端チップ。 The tip of claim 1 or 2,
The tip working portion is configured as a tip of a tip cap made of the iron-carbon-cobalt alloy .
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