一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及焊絲的制造領域，具體涉及一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置和方法。
【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，常壓下熔點僅有139°C，且該合金的流動性好，抗氧化性能突出。因此具有極好的低溫釬焊性能，在低溫釬焊領域具有良好的應用前景。
[0003]然而，錫鉍合金也是一種塑性很差的金屬。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 %，公認為一種脆性材料。在現(xiàn)在焊絲生產(chǎn)技術(shù)和設備條件下，該合金難以塑性成型。
[0004]焊絲是一種線材，其規(guī)格一般為Φ0.5?Φ 3.0mm, 一般先通過制桿后，依靠多道次拉伸，最終制成各種規(guī)格的絲材。由于錫鉍合金的塑性極差，難以實現(xiàn)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和極小變形量的多道次拉伸進行生產(chǎn)，道次過多，生產(chǎn)工序長，加上拉伸前的制頭困難，使得生產(chǎn)效率和成品率極其低下。正是因為成型的困難，導致錫鉍合金焊絲的應用難以推廣。
[0005]然而，發(fā)明人在大量的實驗研究中發(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:隨變形速率的降低，合金在應力作用下的變形能力大幅提高，在極慢的變形速率下還可實現(xiàn)超塑性;在高溫下(80?120 °C)的塑性能在一定程度上提高。因此，如能利用這一原理，通過一系列創(chuàng)新設計，在特定的變形速率和變形溫度下對錫鉍合金進行拉伸成型，即可實現(xiàn)大變形量的拉伸變形，可顯著縮短生產(chǎn)工藝流程，大大提高焊絲的成品率和生產(chǎn)效率。
[0006]在另一方面，雖然在較慢的變形速率下錫鉍共晶合金的塑性能力大為增強，使其單道次變形增大，但也使其在較大應力作用下的失穩(wěn)幾率大為增加。該合金在拉伸過程中，合金絲在出模后仍然承受長時間的拉伸應力，具備蠕變條件，導致其發(fā)生“縮頸”，出模后發(fā)生二次變形，尺寸縮小，嚴重的導致斷裂，造成拉伸無法進行。在目前傳統(tǒng)的拉伸設備和拉伸方法條件下，均無法解決這一難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種新型的生產(chǎn)裝置和方法，實現(xiàn)難成型的錫鉍合金焊絲的大變形量拉伸成型，顯著縮短生產(chǎn)工序。
[0008]—種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置，包括具有容器形狀的模座、拉伸模具、恒溫加熱器、拉拔機、冷卻器;其中，所述模座內(nèi)盛裝有拉伸液，所述恒溫加熱器對拉伸液進行控溫加熱;所述拉伸模具裝配于模座內(nèi)，其入?？诤统瞿？诜謩e與模座的入口和出口相對應;所述拉拔機位于所述模座的出口的前方，冷卻器置于出?？谂c拉拔機之間。
[0009]作為優(yōu)選，還設有收卷機，經(jīng)過拉拔機的錫鉍合金焊絲制品進入到收卷機。
[0010]作為優(yōu)選，還設有溢液循環(huán)裝置，主要包括溢液容器，所述模座的溢液進入到溢液容器中，并經(jīng)由溢液容器回到模座內(nèi)。
[0011]作為優(yōu)選，所述拉伸液采用水或高揮發(fā)點的油。
[0012]作為優(yōu)選，所述拉拔機采用可無級調(diào)速的拉拔機;所述拉拔機采用皮帶或履帶式拉拔機，皮帶或履帶采用高彈高韌的高分子材料制成，皮帶或履帶中刻有與錫鉍合金焊絲制品直徑相當?shù)臏喜邸?br>[0013]作為優(yōu)選，所述拉拔機的工作部位與拉伸模具的中心線處于同一水平線上，所述拉拔機的入口與拉伸模具出?？诘木嚯x盡可能靠近，且至少保證:生產(chǎn)直徑小于Imm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于100mm;生產(chǎn)直徑為Imm?3mm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于150mm;拉拔直徑為3mm以上的錫祕合金焊絲時，該距離小于200mm。
[0014]作為優(yōu)選，所述的冷卻器采用噴水器或吹風器，且采用的噴水器或吹風器的噴水或噴氣的壓力和流量可調(diào)。
[0015]—種利用上述錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置的拉伸成型方法，包括以下步驟:
[0016](I)安裝:將所述拉伸模具裝配于所述模座內(nèi)，在模座的入口處用軟塞從內(nèi)向外輕輕塞住;在模座的出口處用軟塞從外向內(nèi)輕輕塞住；
[0017](2)拉伸液準備:將拉伸液灌入模座內(nèi)，使液面始終高于拉伸模具的入?？诤统瞿？冢⒗煤銣丶訜崞鲗⑵浼訜岬?0?120 0C并保溫；
[0018](3)拉伸準備:將制好頭的錫鉍合金坯料依次從模座入口處捅開軟塞、穿過拉伸模具，捅開模座出口軟塞，并將制頭夾于拉拔機中；啟動冷卻器，以一定的噴水或噴氣量噴于模座出口外的錫鉍合金焊絲；
[0019](4)拉伸:拉拔機以較為緩慢的速度啟動，在拉拔機的作用下，錫鉍合金焊絲制品將被緩慢拉出;此后拉拔機逐漸加速到一定速度，實現(xiàn)錫鉍合金焊絲的穩(wěn)定拉伸成型。
[0020]進一步地，所述拉伸成型方法還包括如下步驟:
[0021](5)待錫鉍合金焊絲制品經(jīng)拉拔機拉出一定長度后，將其繞于收卷機上，并啟動收卷機，使其與拉拔機聯(lián)動，通過自動控制使兩者線速度保持一致。
[0022]進一步地，由于拉伸液在將模座的入口處會有一定的溢出，溢出的溢液進入到溢液循環(huán)裝置的溢液容器中，當液面高度過低時，打開溢液循環(huán)裝置的水栗，使拉伸液回流到模座內(nèi)。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]1、通過設置模座，并在模座內(nèi)裝配拉伸模具和恒溫加熱的拉伸液，采用熱拉的方法替代現(xiàn)有的冷拉，在這種變形條件下，錫鉍合金的延伸率大大提高，且屈服強度降低，使焊絲的變形能力顯著增加，變形抗力顯著減小，單道次變形量大大增加；
[0025]2、采用水浴或油浴的方式對線坯進行加熱，具有加熱速度極快、無表面氧化、表面清潔、溫度恒定等優(yōu)點。此外，拉伸液同時起到了潤滑的作用，進一步降低拉拔力，防止粘模；
[0026]3、進一步優(yōu)化拉拔機的入口與拉伸模具出模口的合理距離，使焊絲出模后承受變形拉力的時間縮短，減少成品焊絲的失穩(wěn)蠕變而發(fā)生二次形變的可能，確保產(chǎn)品尺寸精度；
[0027]4、在拉拔機的入口與拉伸模具出模口之間設置冷卻器對焊絲進行強制冷卻，使得可根據(jù)需要調(diào)整冷卻強度，通過降低焊絲的溫度以迅速提高其屈服強度，防止焊絲在出模后受拉應力而發(fā)生的失穩(wěn)蠕變；
[0028]5、進一步令拉拔機的牽引部位采用橡膠等高彈高韌的高分子材料制成的皮帶或履帶，一方面尺寸調(diào)整余量大，另一方面保護焊絲表面不發(fā)生二次變形和損傷。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，需要說明的是，本實施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于本實施例。
[0031]如圖1所示，一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置，包括具有容器形狀的模座1、拉伸模具2、恒溫加熱器5、拉拔機4、冷卻器6;其中，所述模座I內(nèi)盛裝有拉伸液3，所述恒溫加熱器5對拉伸液3進行控溫加熱;所述拉伸模具2裝配于模座I內(nèi)，其入模口和出?？诜謩e與模座I的入口和出口相對應;所述拉拔機4位于所述模座I的出口的前方，冷卻器6置于出?？谂c拉拔機4之間。
[0032]在本實施例中，恒溫加熱器的熱電偶5.1和加熱器5.2均置于拉伸液3中，對拉伸液3進行控溫加熱。
[0033]作為優(yōu)選，還設有收卷機7，經(jīng)過拉拔機4的錫鉍合金焊絲制品進入到收卷機7。
[0034]作為優(yōu)選，還設有溢液循環(huán)裝置8，主要包括溢液容器，所述模座I的溢液進入到溢液容器中，并經(jīng)由溢液容器回到模座內(nèi)。
[0035]作為優(yōu)選，所述拉伸液3采用水或高揮發(fā)點的油。
[0036]作為優(yōu)選，所述拉拔機4采用可無級調(diào)速的拉拔機；
[0037]作為優(yōu)選，所述拉拔機4采用皮帶或履帶式拉拔機，皮帶或履帶采用橡膠等高彈高韌的高分子材料制成，皮帶或履帶中刻有與錫鉍合金焊絲制品直徑相當?shù)臏喜邸?br>[0038]作為優(yōu)選，所述拉拔機4的工作部位與拉伸模具2的中心線處于同一水平線上，所述拉拔機4的入口與拉伸模具2出?？诘木嚯x盡可能靠近，且至少保證:生產(chǎn)直徑小于Imm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于100mm;生產(chǎn)直徑為Imm?3mm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于150mm;拉拔直徑為3mm以上的錫祕合金焊絲時，該距離小于200mm。
[0039]作為優(yōu)選，所述的冷卻器6采用噴水器或吹