一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊絲的制造領(lǐng)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(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(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(rèn)為一種脆性材料。在現(xiàn)在焊絲生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)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(guò)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(shí)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(jìn)行生產(chǎn)，道次過(guò)多，生產(chǎn)工序長(zhǎng)，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?yàn)槌尚偷睦щy，導(dǎo)致錫鉍合金焊絲的應(yīng)用難以推廣。
[0005]然而，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，合金在應(yīng)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(shí)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(guò)一系列創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在特定的變形速率和變形溫度下對(duì)錫鉍合金進(jìn)行拉伸成型，即可實(shí)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(qiáng)，使其單道次變形增大，但也使其在較大應(yīng)力作用下的失穩(wěn)幾率大為增加。該合金在拉伸過(guò)程中，合金絲在出模后仍然承受長(zhǎng)時(shí)間的拉伸應(yīng)力，具備蠕變條件，導(dǎo)致其發(fā)生“縮頸”，出模后發(fā)生二次變形，尺寸縮小，嚴(yán)重的導(dǎo)致斷裂，造成拉伸無(wú)法進(jìn)行。在目前傳統(tǒng)的拉伸設(shè)備和拉伸方法條件下，均無(wú)法解決這一難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)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(shí)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(jī)、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(duì)拉伸液進(jìn)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(duì)應(yīng);所述拉拔機(jī)位于所述模座的出口的前方，冷卻器置于出模口與拉拔機(jī)之間。
[0009]作為優(yōu)選，還設(shè)有收卷機(jī)，經(jīng)過(guò)拉拔機(jī)的錫鉍合金焊絲制品進(jìn)入到收卷機(jī)。
[0010]作為優(yōu)選，還設(shè)有溢液循環(huán)裝置，主要包括溢液容器，所述模座的溢液進(jìn)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(diǎn)的油。
[0012]作為優(yōu)選，所述拉拔機(jī)采用可無(wú)級(jí)調(diào)速的拉拔機(jī);所述拉拔機(jī)采用皮帶或履帶式拉拔機(jī)，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(dāng)?shù)臏喜邸?br>[0013]作為優(yōu)選，所述拉拔機(jī)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(jī)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(shí)，該距離小于100mm;生產(chǎn)直徑為Imm?3mm的錫鉍合金焊絲時(shí)，該距離小于150mm;拉拔直徑為3mm以上的錫祕(mì)合金焊絲時(shí)，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(fēng)器，且采用的噴水器或吹風(fēng)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??；
[0017](2)拉伸液準(zhǔn)備:將拉伸液灌入模座內(nèi)，使液面始終高于拉伸模具的入模口和出?？?，并利用恒溫加熱器將其加熱到70?120 0C并保溫；
[0018](3)拉伸準(zhǔn)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(guò)拉伸模具，捅開模座出口軟塞，并將制頭夾于拉拔機(jī)中；啟動(dòng)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(jī)以較為緩慢的速度啟動(dòng)，在拉拔機(jī)的作用下，錫鉍合金焊絲制品將被緩慢拉出;此后拉拔機(jī)逐漸加速到一定速度，實(shí)現(xiàn)錫鉍合金焊絲的穩(wěn)定拉伸成型。
[0020]進(jìn)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(jī)拉出一定長(zhǎng)度后，將其繞于收卷機(jī)上，并啟動(dòng)收卷機(jī)，使其與拉拔機(jī)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)自動(dòng)控制使兩者線速度保持一致。
[0022]進(jìn)一步地，由于拉伸液在將模座的入口處會(huì)有一定的溢出，溢出的溢液進(jìn)入到溢液循環(huán)裝置的溢液容器中，當(dāng)液面高度過(guò)低時(shí)，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(guò)設(shè)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(qiáng)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(duì)線坯進(jìn)行加熱，具有加熱速度極快、無(wú)表面氧化、表面清潔、溫度恒定等優(yōu)點(diǎn)。此外，拉伸液同時(shí)起到了潤(rùn)滑的作用，進(jìn)一步降低拉拔力，防止粘模；
[0026]3、進(jìn)一步優(yōu)化拉拔機(jī)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(shí)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(jī)的入口與拉伸模具出?？谥g設(shè)置冷卻器對(duì)焊絲進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，使得可根據(jù)需要調(diào)整冷卻強(qiáng)度，通過(guò)降低焊絲的溫度以迅速提高其屈服強(qiáng)度，防止焊絲在出模后受拉應(yīng)力而發(fā)生的失穩(wěn)蠕變；
[0028]5、進(jìn)一步令拉拔機(jī)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(hù)焊絲表面不發(fā)生二次變形和損傷。
【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0030]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。
[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(jī)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(duì)拉伸液3進(jìn)行控溫加熱;所述拉伸模具2裝配于模座I內(nèi)，其入?？诤统瞿？诜謩e與模座I的入口和出口相對(duì)應(yīng);所述拉拔機(jī)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(jī)4之間。
[0032]在本實(shí)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(duì)拉伸液3進(jìn)行控溫加熱。
[0033]作為優(yōu)選，還設(shè)有收卷機(jī)7，經(jīng)過(guò)拉拔機(jī)4的錫鉍合金焊絲制品進(jìn)入到收卷機(jī)7。
[0034]作為優(yōu)選，還設(shè)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(jìn)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(diǎn)的油。
[0036]作為優(yōu)選，所述拉拔機(jī)4采用可無(wú)級(jí)調(diào)速的拉拔機(jī)；
[0037]作為優(yōu)選，所述拉拔機(jī)4采用皮帶或履帶式拉拔機(jī)，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(dāng)?shù)臏喜邸?br>[0038]作為優(yōu)選，所述拉拔機(jī)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(jī)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(shí)，該距離小于100mm;生產(chǎn)直徑為Imm?3mm的錫鉍合金焊絲時(shí)，該距離小于150mm;拉拔直徑為3mm以上的錫祕(mì)合金焊絲時(shí)，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