一種錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置及成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，具體涉及一種錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置及成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]錫鉍合金焊絲是一種低溫合金焊絲，其成分配比(質(zhì)量百分比)為錫43%，鉍含量57%，是一種二元共晶合金，常壓下熔點(diǎn)僅有139°C，且該合金的流動(dòng)性好，抗氧化性能突出。因此具有極好的低溫釬焊性能，在低溫釬焊領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
[0003]然而，錫鉍合金也是一種塑很差的金屬。由于合金是一種共晶合金，其合金組織為錫與鉍的機(jī)械混合物，相組成為錫相與鉍相，兩者相互的固溶度很低，而鉍的塑性極低，在一般條件下幾乎沒(méi)有塑性。因此錫鉍合金在一般條件下塑性極差，延伸率不足0.5%，在現(xiàn)在焊絲生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備條件下，無(wú)法塑性成型。
[0004]焊絲是一種線材，其規(guī)格一般為Φ0.1?Φ3.0mm，一般先通過(guò)制桿后，依靠多道次拉伸，最終制成各種規(guī)格的絲材。在制桿工序中，一般通過(guò)擠壓或直接鑄桿進(jìn)行。目前鑄桿技術(shù)均設(shè)計(jì)有結(jié)晶器，導(dǎo)致鑄造牽引阻力較大，無(wú)法連續(xù)鑄造出Φ6πιπι以下的桿料;擠壓法生產(chǎn)錫鉍合金絲也存在塑性較差而無(wú)法實(shí)現(xiàn)大變形量擠壓的問(wèn)題。此外，由于錫鉍合金極差的塑性，更難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)拉伸變形，因此目前難以順利的生產(chǎn)這類焊絲。只得依靠多道次擠壓、極小變形量的多道次拉伸進(jìn)行生產(chǎn)，道次過(guò)多，生產(chǎn)工序長(zhǎng)，生產(chǎn)效率極其低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明人在大量的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，錫鉍合金絲的塑性能力與變形速率和變形溫度密切相關(guān):隨變形速率的降低，合金塑性大幅提高，在極慢的變形速率下還可形成超塑性；在高溫下(80?120 °C)的塑性能在一定程度上提高。
[0006]因此，如能實(shí)現(xiàn)小規(guī)格(<Φ3.0mm)錫鉍合金鑄桿的連續(xù)鑄造，并利用鑄桿余溫進(jìn)行拉伸或乳制，則可直接制備較小直徑的合金線材，可顯著縮短生產(chǎn)工藝流程。
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置及成型方法，以實(shí)現(xiàn)難成型錫鉍合金焊絲的短流程加工，顯著縮短生產(chǎn)工序。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置，包括熔體保溫爐、帶鑄造孔的保溫板、導(dǎo)輪、噴水器、引桿、乳機(jī);其中所述帶鑄造孔的保溫板固定連接在熔體保溫爐側(cè)面，所述噴水器置于鑄造孔正后方的上部，乳機(jī)位于鑄造孔的正后方，引桿插入鑄造孔內(nèi)并安裝于牽引機(jī)上，而所述引桿通過(guò)所述導(dǎo)輪。
[0010]作為優(yōu)選，所述保溫板采用耐高溫?zé)o機(jī)非金屬材料。
[0011]作為優(yōu)選，所述鑄造孔為圓形孔，孔徑大小依據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格來(lái)確定。
[0012]作為優(yōu)選，所述引桿為金屬圓桿，其直徑略小于鑄造孔直徑，略大于擬制備的成品桿直徑。
[0013]作為優(yōu)選，所述乳機(jī)同時(shí)作為牽引機(jī)。
[0014]進(jìn)一步作為優(yōu)選，所述乳機(jī)為孔型乳機(jī)，采用兩輥乳機(jī)或三輥乳機(jī)，孔型大小略小于引桿直徑，且乳輥間距可調(diào)，乳輥轉(zhuǎn)速可調(diào)。
[0015]作為優(yōu)選，所述噴水器上設(shè)置有流量計(jì)、水溫計(jì)或水壓計(jì)中的一個(gè)或幾個(gè)?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量?jī)x表作為冷卻強(qiáng)度控制的依據(jù)。
[0016]作為優(yōu)選，設(shè)置有噴淋水存儲(chǔ)箱通過(guò)栗連通于所述噴水器，設(shè)于所述噴水器噴出口的正下方。這樣設(shè)計(jì)可以使得噴淋水噴淋出來(lái)的水重新回到噴淋水存儲(chǔ)箱，然后通過(guò)栗再次回到噴水器中噴出，噴淋水循環(huán)使用。
[0017]作為優(yōu)選，所述牽引機(jī)的后方布置收卷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線坯的卷取。
[0018]—種利用上述錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置的成型方法，包括以下步驟:
[0019](I)安裝:將所述錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置安裝好，將保溫板上的鑄造孔用石棉塞實(shí)；
[0020](2)保溫:將熔化并精煉好的錫鉍合金液置于熔體保溫爐內(nèi)，使液面高于鑄造孔10-30_，并對(duì)熔體進(jìn)行保溫，保溫溫度為150?180°C之間；
[0021](3)引桿準(zhǔn)備:用引桿的一端將石棉捅開(kāi)，并留于鑄造孔中，引桿另一端通過(guò)導(dǎo)輪后固定于乳機(jī)的孔型當(dāng)中，將孔型調(diào)整到位；同時(shí)打開(kāi)噴水器，調(diào)節(jié)噴水器的水量及噴淋位置，使噴淋位置處于鑄造孔外I OOmm距離區(qū)間的引桿上；
[0022](4)引桿:將乳機(jī)啟動(dòng)，并調(diào)節(jié)線速度，乳機(jī)將引桿向外帶出，線坯隨引桿被牽出，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)乳輥轉(zhuǎn)速和噴淋水量使?fàn)恳臃€(wěn)定；
[0023](5)乳制:當(dāng)線坯進(jìn)入乳輥后，利用線坯尚存的溫度進(jìn)行乳制，乳制出相應(yīng)線徑的合金絲;隨著牽引和乳制的不斷進(jìn)行，及時(shí)補(bǔ)充熔體保溫爐內(nèi)的合金液以保持液位穩(wěn)定，則實(shí)現(xiàn)了錫鉍合金焊絲的連續(xù)鑄造和連續(xù)乳制。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]1、在連續(xù)鑄造中采用“鑄造孔+外置噴水冷卻”，代替了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)晶器，不僅使生產(chǎn)設(shè)施得到節(jié)約，更由于鑄造阻力的減小，使得連續(xù)鑄造小規(guī)格線坯成為可能，本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)Φ3_以下的極小規(guī)格錫鉍合金線坯的連鑄，顯著縮短線材生產(chǎn)工序，這是含結(jié)晶器的連鑄系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到的。大大縮短了工藝流程，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0026]2、由于連鑄方案不需要安裝結(jié)晶器，鑄造工藝空間顯著縮小，故可在熔體保溫爐上同時(shí)密集安裝很多個(gè)本發(fā)明所述的加工裝置，一臺(tái)爐上可同時(shí)制備極多數(shù)量的錫鉍合金線坯，大大提高了生產(chǎn)效率。
[0027]3、由于摒棄了結(jié)晶器，使得安裝和生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便，特別是當(dāng)鑄造發(fā)生異常需要更換鑄造裝置時(shí)，相對(duì)于更換結(jié)晶器的復(fù)雜，本發(fā)明只需更換帶鑄造孔的保溫板即可。
[0028]4、本發(fā)明形成的冷卻梯度為線坯軸向，故結(jié)晶時(shí)鑄造晶粒的生長(zhǎng)取向以軸向?yàn)橹?，與后期變形方向一致，這類晶粒組織有力的提高了線坯的軸向變形能力，對(duì)后續(xù)制線過(guò)程中的乳制或拉伸變形極為有利。
[0029]5、本發(fā)明利用了線坯的余溫進(jìn)行連續(xù)精密乳制，提高了錫鉍合金的塑性變形能力，使變形量增加，提高生產(chǎn)效率。
[0030]6、通過(guò)選擇不同的鑄造孔大小和乳輥孔型大小，便可以生產(chǎn)不同規(guī)格的錫鉍合金焊絲，或者盡可能生產(chǎn)線徑小的合金線，大幅減少生產(chǎn)Φ1.0mm以下小規(guī)格焊絲的后續(xù)拉伸的道次。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1是本發(fā)明方法的裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。
[0033]如圖1所示，一種錫鉍合金焊絲的短流程連續(xù)成型裝置，包括熔體保溫爐1、帶鑄造孔2的保溫板3、引桿5、導(dǎo)輪6、噴水器4、乳機(jī)7。其中帶鑄造孔2的保溫板3由固定裝置固定在熔體保溫爐I側(cè)面，噴水器4置于鑄造孔2正后方不遠(yuǎn)的上部，乳機(jī)7位于鑄造孔2的正后方，引桿5在鑄造的開(kāi)始階段插入鑄造孔2內(nèi)并安裝于牽引機(jī)上。
[0034]進(jìn)一步地，所述保溫板3采用碳化硅板、石棉板或云母板等耐高溫?zé)o機(jī)非金屬材料。
[0035]進(jìn)一步地，所述鑄造孔2為圓形孔，孔徑依據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格來(lái)選取，線坯的直徑與鑄造孔的直徑相當(dāng)，產(chǎn)品規(guī)格越大，則孔徑越大。
[0036]進(jìn)一步地，所述引桿5為銅合金等金屬桿，引桿5的直徑略小于鑄造孔2的直徑，略大于擬制備的成品桿直徑。
[0037]進(jìn)一步地，所述的噴水器4可安裝流量計(jì)、水壓計(jì)和水溫表等，以實(shí)現(xiàn)連鑄過(guò)程中冷卻強(qiáng)度的精準(zhǔn)控制。
[0038]進(jìn)一步地，所述的乳機(jī)7同時(shí)作為鑄造過(guò)程的牽引機(jī)。既完成對(duì)鑄桿的牽引，又完成對(duì)鑄桿的乳制成型。
[0039]更進(jìn)一步地，所述的乳機(jī)7為兩輥或三輥孔型乳機(jī)，其孔型大小略小于引桿直徑，且乳輥8間距可調(diào)，乳輥無(wú)級(jí)調(diào)速。
[0040]進(jìn)一步地，所述牽引機(jī)的后方布置收卷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線坯的卷取。當(dāng)乳機(jī)同時(shí)作為牽引機(jī)時(shí)，則在乳機(jī)后方布置所述收卷系統(tǒng)。
[0041 ] 進(jìn)一步地，所述噴水器