Dự án sản xuất thành công 112 tấn hợp kim thiếc hàn không chì có độ Sn tinh sạch trên 99,9%, được doanh nghiệp bao tiêu 100%. Dự án sử dụng 94% kinh phí doanh nghiệp, và 6% kinh phí hỗ trợ của Tỉnh Thái Nguyên.

Ứng dụng công nghệ vào các quá trình sản xuất nhằm tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên khoáng sản không tái tạo, là xu hướng hầu hết doanh nghiệp đang hướng đến. Dự án “Sản xuất thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ sản xuất hợp kim thiếc hàn không chì sử dụng trong lĩnh vực điện tử” do Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên (thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim) thực hiện cũng không nằm ngoài mục tiêu đó. 

Dự án được phát triển từ kết quả đề tài nghiên cứu khoa học tiềm năng của tỉnh Thái Nguyên về công nghệ sản xuất thiếc hàn không chì mác SAC305 sử dụng trong lĩnh vực điện - điện tử. Dự án được thực hiện trong thời gian hai năm, đã hoàn thành và nghiệm thu vào tháng 7 năm 2021.

Tăng cường hiệu quả sử dụng tài nguyên, đáp ứng nhu cầu của thị trường 

Hình ảnh tại xưởng sản xuất. Ảnh: Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên.

Hầu hết các doanh nghiệp đều sử dụng hợp kim thiếc hàn không chì để hàn các linh kiện điện tử trên bản mạch, vi mạch. Nhu cầu nội địa đối với sản phẩm này rất lớn, ước tính mỗi năm lên tới trên 3.000 tấn hợp kim thiếc hàn, trong đó cơ bản là thiếc hàn không chì. 

Trong khi đó, nhiều cơ sở sản xuất thiếc hàn đến nay vẫn sử dụng thiếc hàn truyền thống có tỷ lệ chì (Pb) cao từ 37 - 40%. Sản phẩm làm ra vừa có nguy cơ gây độc cho con người và môi trường, đồng thời không thể cạnh tranh với thiếc hàn nhập khẩu, đặc biệt trong những lĩnh vực cần độ tinh sạch cao như điện, điện tử. 

Công nghệ sản xuất hàn không chì mác SAC305, kết quả từ đề tài nghiên cứu trước đó của Viện Công nghiệp Mỏ - Luyện kim (Bộ Công Thương) có khả năng ứng dụng ngay vào sản xuất với lợi thế tận dụng nguồn nguyên liệu tinh sạch nội địa. Đồng thời, với năng lực công nghệ và kỹ thuật, Công ty có khả năng chế biến sâu nguyên liệu, tăng cường hiệu quả sử dụng tài nguyên khoáng sản, tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao. 

Ông Lê Văn Kiên, Chủ nhiệm dự án và là Giám đốc Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên, cho biết với năng lực hiện tại doanh nghiệp có thể sản xuất hợp kim thiếc hàn không chì có độ Sn tinh sạch đến trên 99,9%, tương đương với nguyên liệu nhập khẩu. Các công nghệ được ứng dụng là công nghệ hiện đại, tăng cường hiệu quả sử dụng nguồn nguyên liệu, giảm thiểu phát sinh chất thải, khí thải ra môi trường. 

Đây là những cơ sở để doanh nghiệp quyết định bước thêm một bước từ nghiên cứu tới sản xuất thử nghiệm nhằm tìm ra lời giải hợp lý cho bài toán cân bằng giữa hiệu quả kinh tế, công nghệ và môi trường.  

Hệ thống máy chuốt dây tại xưởng sản xuất. Ảnh: Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên.

Sản xuất thành công hợp kim thiếc hàn không chì đạt tiêu chuẩn EU

Qua nghiên cứu, nhóm Dự án nhận thấy nhu cầu tiêu thụ vật liệu hàn trong nước, cụ thể là với hợp kim SnCu0.3 và SnCu0.7 rất cao. Do đó, dự án đã lựa chọn hướng đi nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm các sản phẩm này với mục tiêu chất lượng tương đương sản phẩm nhập khẩu. 

Từ những thành quả nghiên cứu trước đó, cộng thêm những tìm hiểu về các công nghệ đúc, phối trộn hiện đại và những thử nghiệm thực tế từ quá trình sản xuất, Dự án đã hoàn thiện và xác định được các quy trình công nghệ thành phần, từ đó ứng dụng sản xuất thành công hợp kim thiếc hàn không chì thiếc - đồng từ nguyên liệu thiếc kim loại ≥ 99,95% và đồng kim loại ≥ 99,9%. Các quy trình bao gồm: công nghệ nấu luyện hợp kim trung gian SnCu10, công nghệ nấu luyện hợp kim thiếc-đồng SnCu0.7 và SnCu0.3, công nghệ ép đùn định dạng hợp kim thiếc hàn không chì có lõi nhựa thông và không có lõi nhựa thông, và công nghệ chuốt dây. 

Trên cơ sở đó, tiến hành ứng dụng các quy trình công nghệ vào sản xuất thử nghiệm ở quy mô công nghiệp. Kết quả, Dự án đã thành công sản xuất được 112 tấn hợp kim thiếc hàn không chì dạng dải SnCu0.3, đạt tiêu chuẩn theo quy định RoHS của EU. Chất lượng sản phẩm có độ Sn tinh khiết đạt trên 99,68%. Sản phẩm làm ra đã được hai doanh nghiệp nội địa bao tiêu 100%. 

Ngoài sản phẩm vật chất, sản phẩm công nghệ, chất xám là quy trình công nghệ sản xuất hợp kim thiếc hàn không chì từ nguyên liệu thiếc kim loại ≥ 99,95% Sn và đồng kim loại ≥ 99,9% Cu quy mô 100 tấn/năm. Đồng thời, xác định được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật phù hợp cho các công đoạn sản xuất. Đây chính là cơ sở để tính giá thành sản phẩm, xây dựng kế hoạch sản xuất kinh doanh và phương án đầu tư mở rộng sản xuất khi có điều kiện. 

Cần thúc đẩy hợp tác sản xuất để đạt hiệu quả kinh tế 

Được biết, tổng kinh phí thực hiện Dự án là 45,3 tỷ. Trong đó ngân sách Nhà nước hơn 2,9 tỷ, vốn đối ứng doanh nghiệp là 45,3 tỷ, chiếm 94%. Điều này thể hiện quyết tâm cao của doanh nghiệp trong việc thúc đẩy ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất thực tiễn. 

Tuy nhiên, ông Lê Văn Kiên, Giám đốc Công ty chia sẻ quá trình thực hiện dự án đã gặp nhiều khó khăn biến động thị trường. Cụ thể là giá thiếc kim loại, nguyên liệu chủ yếu để sản xuất thiếc hàn không chì, tăng cao; thêm vào đó là nguồn cung khan hiếm do ảnh hưởng của COVID-19. “Các yếu tố này đẩy giá nguyên liệu đầu vào lên rất cao, làm tăng chi phí thực tế thực hiện Dự án”, ông Kiên cho biết. Do đó hiệu quả kinh tế của dự án cũng bị ảnh hưởng. 

Tuy vậy, kết quả của Dự án cũng chứng minh những tiềm năng nhất định trong việc ứng dụng công nghệ này vào sản xuất hợp kim thiếc hàn không chì có độ tinh sạch cao. Công ty định hướng tiếp tục nghiên cứu, đồng thời kêu gọi sự hỗ trợ của Tỉnh, Bộ đặc biệt là trong đầu tư, để cải thiện công nghệ công nghệ và nâng cấp dây chuyền. Mục tiêu là tìm tới điểm cân bằng giữa bài toán hiệu quả kinh tế và ứng dụng công nghệ, tăng cường hiệu quả sử dụng tài nguyên. 

Giang Nguyễn