[發明專利]一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置及方法

有效

• 申請號: 201610045601.3
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105598192B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 李明茂;陳輝明;楊斌;肖翔鵬
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B21C1/02
• 分類號: B21C1/02;B21C3/14;B21C9/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黃浩威

本發明公開了一種錫鉍合金焊絲的拉伸成型裝置及方法，錫鉍合金坯料從模座的入口進入后穿過裝配在模座內的拉伸模具并從模座的出口伸出，通過拉拔機實現拉伸成型。模座內盛載有被控溫加熱的拉伸液，液面始終高于拉伸模具的入模口和出模口。本發明實現了難成型的錫鉍合金焊絲的大變形量拉伸成型，顯著縮短生產工序。

技術領域

本發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

錫鉍合金焊絲是一種低溫合金焊絲，其成分配比(質量百分比)為錫43％，鉍含量57％，是一種二元共晶合金，常壓下熔點僅有139℃，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。

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。在現在焊絲生產技術和設備條件下，該合金難以塑性成型。

焊絲是一種線材，其規格一般為Φ0.5～Φ3.0mm，一般先通過制桿后，依靠多道次拉伸，最終制成各種規格的絲材。由于錫鉍合金的塑性極差，難以實現拉伸變形，因此目前難以順利的生產這類焊絲。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，道次過多，生產工序長，加上拉伸前的制頭困難，使得生產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。

然而，發明人在大量的實驗研究中發現，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超塑性；在高溫下(80～120℃)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，即可實現大變形量的拉伸變形，可顯著縮短生產工藝流程，大大提高焊絲的成品率和生產效率。

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，導致其發生“縮頸”，出模后發生二次變形，尺寸縮小，嚴重的導致斷裂，造成拉伸無法進行。在目前傳統的拉伸設備和拉伸方法條件下，均無法解決這一難題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種新型的生產裝置和方法，實現難成型的錫鉍合金焊絲的大變形量拉伸成型，顯著縮短生產工序。

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、拉伸模具、恒溫加熱器、拉拔機、冷卻器；其中，所述模座內盛裝有拉伸液，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，其入模口和出模口分別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，冷卻器置于出模口與拉拔機之間。

作為優選，還設有收卷機，經過拉拔機的錫鉍合金焊絲制品進入到收卷機。

作為優選，還設有溢液循環裝置，主要包括溢液容器，所述模座的溢液進入到溢液容器中，并經由溢液容器回到模座內。

作為優選，所述拉伸液采用水或高揮發點的油。

作為優選，所述拉拔機采用可無級調速的拉拔機；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的溝槽。

作為優選，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模口的距離盡可能靠近，且至少保證：生產直徑小于1mm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于100mm；生產直徑為1mm～3mm的錫鉍合金焊絲時，該距離小于150mm；拉拔直徑為3mm以上的錫鉍合金焊絲時，該距離小于200mm。