一种锡铋合金焊丝的短流程连续成型装置及成型方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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°C，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。
[0003]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。
[0004]焊丝是一种线材，其规格一般为Φ0.1?Φ3.0mm，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Φ6πιπι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】
[0005]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 °C)的塑性能在一定程度上提高。
[0006]因此，如能实现小规格(<Φ3.0mm)锡铋合金铸杆的连续铸造，并利用铸杆余温进行拉伸或乳制，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。
[0007]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。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—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、乳机;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，乳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。
[0010]作为优选，所述保温板采用耐高温无机非金属材料。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]作为优选，所述乳机同时作为牵引机。
[0014]进一步作为优选，所述乳机为孔型乳机，采用两辊乳机或三辊乳机，孔型大小略小于引杆直径，且乳辊间距可调，乳辊转速可调。
[0015]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。
[0016]作为优选，设置有喷淋水存储箱通过栗连通于所述喷水器，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，然后通过栗再次回到喷水器中喷出，喷淋水循环使用。
[0017]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。
[0018]—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:
[0019](I)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；
[0020](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10-30_，并对熔体进行保温，保温温度为150?180°C之间；
[0021](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乳机的孔型当中，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I OOmm距离区间的引杆上；
[0022](4)引杆:将乳机启动，并调节线速度，乳机将引杆向外带出，线坯随引杆被牵出，此时通过调节乳辊转速和喷淋水量使牵引更加稳定；
[0023](5)乳制:当线坯进入乳辊后，利用线坯尚存的温度进行乳制，乳制出相应线径的合金丝;随着牵引和乳制的不断进行，及时补充熔体保温炉内的合金液以保持液位稳定，则实现了锡铋合金焊丝的连续铸造和连续乳制。
[0024]本发明的有益效果在于:
[0025]1、在连续铸造中采用“铸造孔+外置喷水冷却”，代替了结构复杂的结晶器，不仅使生产设施得到节约，更由于铸造阻力的减小，使得连续铸造小规格线坯成为可能，本技术可实现Φ3_以下的极小规格锡铋合金线坯的连铸，显著缩短线材生产工序，这是含结晶器的连铸系统无法达到的。大大缩短了工艺流程，大大节约了生产成本。
[0026]2、由于连铸方案不需要安装结晶器，铸造工艺空间显著缩小，故可在熔体保温炉上同时密集安装很多个本发明所述的加工装置，一台炉上可同时制备极多数量的锡铋合金线坯，大大提高了生产效率。
[0027]3、由于摒弃了结晶器，使得安装和生产操作简便，特别是当铸造发生异常需要更换铸造装置时，相对于更换结晶器的复杂，本发明只需更换带铸造孔的保温板即可。
[0028]4、本发明形成的冷却梯度为线坯轴向，故结晶时铸造晶粒的生长取向以轴向为主，与后期变形方向一致，这类晶粒组织有力的提高了线坯的轴向变形能力，对后续制线过程中的乳制或拉伸变形极为有利。
[0029]5、本发明利用了线坯的余温进行连续精密乳制，提高了锡铋合金的塑性变形能力，使变形量增加，提高生产效率。
[0030]6、通过选择不同的铸造孔大小和乳辊孔型大小，便可以生产不同规格的锡铋合金焊丝，或者尽可能生产线径小的合金线，大幅减少生产Φ1.0mm以下小规格焊丝的后续拉伸的道次。
【附图说明】
[0031 ]图1是本发明方法的装置结构图。
【具体实施方式】
[0032]以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
[0033]如图1所示，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1、带铸造孔2的保温板3、引杆5、导轮6、喷水器4、乳机7。其中带铸造孔2的保温板3由固定装置固定在熔体保温炉I侧面，喷水器4置于铸造孔2正后方不远的上部，乳机7位于铸造孔2的正后方，引杆5在铸造的开始阶段插入铸造孔2内并安装于牵引机上。
[0034]进一步地，所述保温板3采用碳化硅板、石棉板或云母板等耐高温无机非金属材料。
[0035]进一步地，所述铸造孔2为圆形孔，孔径依据不同产品规格来选取，线坯的直径与铸造孔的直径相当，产品规格越大，则孔径越大。
[0036]进一步地，所述引杆5为铜合金等金属杆，引杆5的直径略小于铸造孔2的直径，略大于拟制备的成品杆直径。
[0037]进一步地，所述的喷水器4可安装流量计、水压计和水温表等，以实现连铸过程中冷却强度的精准控制。
[0038]进一步地，所述的乳机7同时作为铸造过程的牵引机。既完成对铸杆的牵引，又完成对铸杆的乳制成型。
[0039]更进一步地，所述的乳机7为两辊或三辊孔型乳机，其孔型大小略小于引杆直径，且乳辊8间距可调，乳辊无级调速。
[0040]进一步地，所述牵引机的后方布置收卷系统，实现线坯的卷取。当乳机同时作为牵引机时，则在乳机后方布置所述收卷系统。
[0041 ] 进一步地，所述喷水器