[发明专利]一种锡铋合金焊丝的短流程连续成型装置及成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体涉及一种锡铋合金焊丝的短流程 连续成型装置及成型方法。

背景技术

锡铋合金焊丝是一种低温合金焊丝，其成分配比(质量百分比) 为锡43％，铋含量57％，是一种二元共晶合金，常压下熔点仅有139℃， 且该合金的流动性好，抗氧化性能突出。因此具有极好的低温钎焊性 能，在低温钎焊领域具有良好的应用前景。

然而，锡铋合金也是一种塑很差的金属。由于合金是一种共晶合 金，其合金组织为锡与铋的机械混合物，相组成为锡相与铋相，两者 相互的固溶度很低，而铋的塑性极低，在一般条件下几乎没有塑性。 因此锡铋合金在一般条件下塑性极差，延伸率不足0.5％，在现在焊 丝生产技术和设备条件下，无法塑性成型。

焊丝是一种线材，其规格一般为Ф0.1～Ф3.0mm，一般先通过制 杆后，依靠多道次拉伸，最终制成各种规格的丝材。在制杆工序中， 一般通过挤压或直接铸杆进行。目前铸杆技术均设计有结晶器，导致 铸造牵引阻力较大，无法连续铸造出Ф6mm以下的杆料；挤压法生产 锡铋合金丝也存在塑性较差而无法实现大变形量挤压的问题。此外， 由于锡铋合金极差的塑性，更难以实现连续拉伸变形，因此目前难以 顺利的生产这类焊丝。只得依靠多道次挤压、极小变形量的多道次拉 伸进行生产，道次过多，生产工序长，生产效率极其低下。

发明内容

发明人在大量的实验研究中发现，锡铋合金丝的塑性能力与变形 速率和变形温度密切相关：随变形速率的降低，合金塑性大幅提高， 在极慢的变形速率下还可形成超塑性；在高温下(80～120℃)的塑 性能在一定程度上提高。

因此，如能实现小规格(≤Ф3.0mm)锡铋合金铸杆的连续铸造， 并利用铸杆余温进行拉伸或轧制，则可直接制备较小直径的合金线材， 可显著缩短生产工艺流程。

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种锡铋合金焊丝的短流 程连续成型装置及成型方法，以实现难成型锡铋合金焊丝的短流程加 工，显著缩短生产工序。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锡铋合金焊丝的短流程连续成型装置，包括熔体保温炉、带 铸造孔的保温板、导轮、喷水器、引杆、轧机；其中所述带铸造孔的 保温板固定连接在熔体保温炉侧面，所述喷水器置于铸造孔正后方的 上部，轧机位于铸造孔的正后方，引杆插入铸造孔内并安装于牵引机 上，而所述引杆通过所述导轮。

作为优选，所述保温板采用耐高温无机非金属材料。

作为优选，所述铸造孔为圆形孔，孔径大小依据不同产品规格来 确定。

作为优选，所述引杆为金属圆杆，其直径略小于铸造孔直径，略 大于拟制备的成品杆直径。

作为优选，所述轧机同时作为牵引机。

进一步作为优选，所述轧机为孔型轧机，采用两辊轧机或三辊轧 机，孔型大小略小于引杆直径，且轧辊间距可调，轧辊转速可调。

作为优选，所述喷水器上设置有流量计、水温计或水压计中的一 个或几个。可通过测量仪表作为冷却强度控制的依据。

作为优选，设置有喷淋水存储箱通过泵连通于所述喷水器，设于 所述喷水器喷出口的正下方。这样设计可以使得喷淋水喷淋出来的水 重新回到喷淋水存储箱，然后通过泵再次回到喷水器中喷出，喷淋水 循环使用。

作为优选，所述牵引机的后方布置收卷系统，实现线坯的卷取。

一种利用上述锡铋合金焊丝的短流程连续成型装置的成型方法， 包括以下步骤：

(1)安装：将所述锡铋合金焊丝的短流程连续成型装置安装好， 将保温板上的铸造孔用石棉塞实；

(2)保温：将熔化并精炼好的锡铋合金液置于熔体保温炉内， 使液面高于铸造孔10-30mm，并对熔体进行保温，保温温度为150～ 180℃之间；

(3)引杆准备：用引杆的一端将石棉捅开，并留于铸造孔中， 引杆另一端通过导轮后固定于轧机的孔型当中，将孔型调整到位；同 时打开喷水器，调节喷水器的水量及喷淋位置，使喷淋位置处于铸造 孔外100mm距离区间的引杆上；

(4)引杆：将轧机启动，并调节线速度，轧机将引杆向外带出， 线坯随引杆被牵出，此时通过调节轧辊转速和喷淋水量使牵引更加稳 定；