用于拉伸试样制备的浇注模具及浇注装置

本实用新型涉及拉伸试样铸造技术领域，且特别涉及用于拉伸试样制备的浇注模具及浇注装置。

背景技术：

在电子封装领域中，锡(sn)基低温焊料已经广泛用作锡膏、锡条、焊丝产品等，其中，焊丝合金在成型期间均会对焊丝的力学性能进行前提探索，以便为后期焊丝产品的拉丝实验提供参照。

钎料合金的力学性能指标主要有抗拉强度、延伸率、断口收缩率、屈服强度和硬度等指标，而抗拉强度、延伸率和硬度是考量合金力学性能最重要的性能指标。目前，针对钎料合金的抗拉强度及延伸率测试一般会采取先熔化一定量的合金钎料，再将钎料合金经过线切割加工成所需要的拉伸试样形状，同时在对线切割试样的表面进行砂纸打磨，以去除表面较深的切割痕迹，以便后期的抗拉强度及延伸率实验。

但是，现有的sn基拉伸试样的制备工艺繁琐，试样的制备成本高、工期长、样品的利用率低，这些问题均在一定程度上限制了sn基钎料的发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于拉伸试样制备的浇注模具，以提升拉伸试样制备的工作效率，节约制备拉伸试样的成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于拉伸试样制备的浇注装置，其能够更加高效地进行拉伸试样的制备，缩短了试样的制备周期。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本实用新型提出了一种用于拉伸试样制备的浇注模具，包括浇注板、第一夹持侧板和第二夹持侧板，浇注板上间隔设置有多个浇注型腔，每个浇注型腔均从浇注板的厚度方向上贯穿浇注板的板面，第一夹持侧板和第二夹持侧板用于夹持在浇注板的两侧以封闭浇注型腔；浇注板的一侧端面上设置有与至少一个浇注型腔连通的浇注口，浇注板上还设置有连通多个浇注型腔的连通浇道。

在优选的实施例中，浇注板具有浇注顶面和与浇注顶面相对的支撑底面，浇注口从浇注顶面延伸至对应的浇注型腔内，多个浇注型腔在浇注板的板面上并排设置；连通浇道包括用于将多个浇注型腔的底部连通的底部浇道。

在优选的实施例中，连通浇道还包括用于将多个浇注型腔的中部连通的中部浇道。

在优选的实施例中，每个浇注型腔的一个侧壁均包括自上而下设置的顶部段、第一弧形过渡段、中间段、第二弧形过渡段和底部段，每个浇注型腔的两个侧壁上的顶部段的间距大于中间段的间距，每个浇注型腔的两个侧壁上的底部段的间距大于中间段的间距。

在优选的实施例中，浇注板上的浇注口与1个浇注型腔或2个相连的浇注型腔连通；优选地，浇注型腔的个数为3-6个。

在优选的实施例中，第一夹持侧板和第二夹持侧板上均设置有与浇注板上的浇注口相配合的弧形缺口，第一夹持侧板和第二夹持侧板上的弧形缺口和浇注口围城与浇注漏斗的底部相配合的插入口。

在优选的实施例中，还包括用于固定第一夹持侧板、第二夹持侧板和浇注板的固定件，第一夹持侧板、第二夹持侧板和浇注板上均设置有与固定件相配合的固定孔，以使固定件依次穿过第一夹持侧板、第二夹持侧板和浇注板上的固定孔进行固定。

在优选的实施例中，第一夹持侧板远离浇注板的端面上安装有第一提手，第二夹持侧板远离浇注板的端面上安装有与第一提手相配合的第二提手。

本实用新型还提出一种用于拉伸试样制备的浇注装置，其包括浇注漏斗和上述浇注模具，浇注漏斗的出料口与浇注模具的浇注口相匹配。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种用于拉伸试样制备的浇注模具，其将浇注液(如经过真空熔炼的合金液)通过浇注口进入与浇注口连通的浇注型腔，通过重力作用从浇注型腔的底部开始灌注，达到连通浇道处后进入其他浇注型腔。该浇注模具一次可以浇注多根拉伸试样，工作效率高；可以借助漏斗进行浇注，并且漏斗可以重复利用，避免了浇注模具重新加工浇注冒口，节省了成本。

此外，在浇注过程中浇注液通过连通浇道进入不同型腔，不同的型腔内填充浇注液基本是同时开始，同时结束的，这就保证了不同型腔内多个拉伸试样性能的一致，有利于标准化生产。

本实用新型实施例提供的用于拉伸试样制备的浇注装置利用了上述浇注模具，提升了制备拉伸试样的工作效率，并节省了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的浇注装置的结构示意图；

图2为图1中浇注板的结构示意图；

图3为图1中浇注板的使用状态的结构示意图；

图4为图3中浇注型腔的结构示意图；

图5为图1中浇注模具的俯视图；

图6为图1中第一夹持侧板的结构示意图。

图标：10-浇注装置；200-浇注漏斗；100-浇注模具；001-固定孔；110-浇注板；111-浇注型腔；1111-顶部段；1112-第一弧形过渡段；1113-中间段；1114-第二弧形过渡段；1115-底部段；112-浇注口；113-连通浇道；1131-底部浇道；1132-中部浇道；120-第一夹持侧板；121-弧形缺口；130-第二夹持侧板；140-固定件；150-第一提手；170-插入口。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面对本实用新型实施例提供的用于拉伸试样制备的浇注模具及浇注装置进行具体说明。

请参照图1，本实用新型实施例提出一种用于拉伸试样制备的浇注装置10，其包括浇注漏斗200和上述浇注模具100，浇注漏斗200的出料口与浇注模具的浇注口112相匹配。浇注漏斗可以重复利用，避免了浇注模具100重新加工浇注冒口，节省了成本。

进一步地，浇注模具100包括浇注板110、第一夹持侧板120和第二夹持侧板130，在使用时利用第一夹持侧板120和第二夹持侧板130将浇注板110进行夹持，在浇注成型之后取下第一夹持侧板120和第二夹持侧板130获得浇注成型的拉伸试样。

进一步地，请结合图1-图3，浇注板110上间隔设置有多个浇注型腔111，每个浇注型腔111均从浇注板110的厚度方向上贯穿浇注板110的板面，第一夹持侧板120和第二夹持侧板130用于夹持在浇注板110的两侧以封闭浇注型腔111；浇注板110的一侧端面上设置有与至少一个浇注型腔111连通的浇注口112，浇注板110上还设置有连通多个浇注型腔111的连通浇道113。将浇注液(如经过真空熔炼的合金液)通过浇注口112进入与浇注口112连通的浇注型腔111，通过重力作用从浇注型腔111的底部液面开始升高，达到连通浇道处后进入其他浇注型腔。该浇注模具一次可以浇注多根拉伸试样，工作效率高；可以借助漏斗进行浇注，并且漏斗可以重复利用，避免了浇注模具重新加工浇注冒口，节省了成本。

需要补充的是，在浇注过程中浇注液通过连通浇道进入不同型腔，不同的型腔内填充浇注液基本是同时开始，同时结束的，这就保证了不同型腔内多个拉伸试样性能的一致，有利于标准化生产。

在优选的实施例中，浇注板110具有浇注顶面和与浇注顶面相对的支撑底面，浇注口112从浇注顶面延伸至对应的浇注型腔111内；多个浇注型腔111在浇注板110的板面上并排设置，连通浇道113包括用于将多个浇注型腔111的底部连通的底部浇道1131。底部浇道1131可以使每个浇注型腔111内的浇注液均是从下往上流入，只要合金液能够充满型腔，气体和夹渣会因其密度比合金液小上浮到浇注液的表面，不会留在试棒中，降低拉伸试棒中夹渣、气孔等缺陷的发生，提高拉伸试棒的成品率和力学性能。

进一步地，连通浇道113还包括用于将多个浇注型腔111的中部连通的中部浇道1132。当浇注型腔111上升至中部浇道1132的高度时，也可以通过中部浇道1132进行输送至每个浇注型腔111，提升了浇注进料的速率。

具体地，浇注型腔111的顶面、底面、底部浇道1131和中部浇道1132均沿水平方向延伸，是相互平行的关系。底部浇道1131和中部浇道1132可以为连通管的形式，也可以为槽状结构。

进一步地，请结合图4，每个浇注型腔111的一个侧壁均包括自上而下设置的顶部段1111、第一弧形过渡段1112、中间段1113、第二弧形过渡段1114和底部段1115，每个浇注型腔111的两个侧壁上的顶部段1111的间距大于中间段1113的间距，每个浇注型腔111的两个侧壁上的底部段1115的间距大于中间段1113的间距。浇注型腔111的具体尺寸不做限定，可以根据国标gb/t228-2002进行加工。

进一步地，浇注板110上的浇注口112与1个浇注型腔111或2个相连的浇注型腔111连通。浇注口112与1个浇注型腔111连通时可以针对这个浇注型腔111的顶部；浇注口112与2个浇注型腔111连通时，浇注口112可以位于两个浇注型腔111的中间，如图3所示。

进一步地，浇注型腔111的个数为3-6个，若浇注型腔的个数过小则影响浇注效率，若个数过多则不能保证拉伸试样的性能，其数量能够满足现有实验测试要求，有能在最大幅度上节省浇注所用合金材料。

进一步地，请结合图3、图5和图6，第一夹持侧板120和第二夹持侧板130的结构是大致相同的，可以通过在第一夹持侧板120、第二夹持侧板130和浇注板110上均设置固定孔001，通过固定件140如定位销的方式进行固定。当需要进行浇注时，通过固定件140依次穿过第一夹持侧板120、第二夹持侧板130和浇注板110上的固定孔001进行固定。

进一步地，第一夹持侧板120和第二夹持侧板130上均设置有与浇注板110上的浇注口112相配合的弧形缺口121，第一夹持侧板120和第二夹持侧板130上的弧形缺口121和浇注口112围城与浇注漏斗200的底部相配合的插入口170。在使用时将浇注漏斗200置于插入口170中进行浇注，并且浇注漏斗200可以重复使用。

在优选的实施例中，第一夹持侧板120远离浇注板110的端面上安装有第一提手150，第二夹持侧板130远离浇注板110的端面上安装有与第一提手150相配合的第二提手。在浇注结束之后，通过控制第一提手150和第二提手将第一夹持侧板120和第二夹持侧板130拆除，取出成型试样。

本实用新型还提出一种拉伸试样的制备方法，其采用上述浇注模具100进行浇注，包括如下步骤：将浇注液通过浇注口112浇注至与浇注口112连通的浇注型腔111中，浇注液利用连通浇道113进入其他浇注型腔111中，随着浇注合金液的不断流入，最终填满浇注型腔111。其中，浇注液是由锡基焊料经过真空熔炼得到，浇注液是通过90度旋转的方法浇注到浇注漏斗中，再通过浇注口112进入浇注型腔111。该制备方法制备效率高且成本低，适合于工业化应用。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种拉伸试样的制备方法，其采用附图中的浇注模具100进行浇注，将sn58bi合金液从可控制机械旋转型真空熔炼炉坩埚内，浇注到浇注漏斗200中，再通过浇注口112进入浇注型腔111，利用底部浇道1131和中部浇道1132浇注至其他浇注型腔111，本实例中浇注型腔可浇注6个合金试样。将冷却后的浇注模具从真空熔炼炉内拿出，拆卸固定螺钉，将第一夹持侧板120与第二夹持侧板130通过第一及第二提手与浇注型腔111进行分离，然后将成型试样从浇注型腔111中敲出，值得一提的是本浇注模具与所浇注的sn基钎料合金弹性模量相差较大，在浇注模具的冷却后，sn58bi合金成型试样很容易就能从浇注模具中敲出。

将sn58bi合金成型试样多余的部分用老虎钳或者其他工具进行清除，将最终的拉伸试样进行拉伸试验测试，其6根拉伸试样的抗拉强度结果分别为：60.39mpa、59.97mpa、60.67mpa、60.50mpa、60.70mpa、59.94mpa。其结果分布均匀，与现实中sn58bi合金的抗拉强度相近，可知本实施例制备出的拉伸试样具备了相对较优的实验可靠性。

综上，本实用新型提供的用于拉伸试样制备的浇注模具，其将浇注液(如经过真空熔炼的合金液)通过浇注口进入与浇注口连通的浇注型腔，通过重力作用从浇注型腔的底部开始灌注，达到连通浇道处后进入其他浇注型腔。该浇注模具一次可以浇注多根拉伸试样，工作效率高；可以借助漏斗进行浇注，并且漏斗可以重复利用，避免了浇注模具重新加工浇注冒口，节省了成本。

本实用新型实施例提供的用于拉伸试样制备的浇注装置和拉伸试样的制备方法，均利用了上述浇注模具，提升了制备拉伸试样的工作效率，拉伸试样可在浇注后直接成形使用，节省了现有技术中将合金铸锭切割成相应的拉伸试样尺寸，及后续将线切割后的拉伸试样用砂纸打磨掉相应的线切割痕迹等工艺环节，并节省了拉伸试样在制备过程中的合金总量，节省了相关购置成本。

以上所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。