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钎焊材料减排技术:硬钎剂的节能应用

时间:2023-05-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.硬钎剂 硬钎剂是指在450℃以上钎焊用的钎剂。

钎焊材料减排技术:硬钎剂的节能应用

5.1.1 钎焊材料分类及应用

钎料是钎焊时的填充材料,钎焊组件依靠熔化的钎料与母材溶解扩散连接起来,钎料的物化性能及其与母材间的相互作用在很大程度上决定了钎焊接头的性能,因此钎焊接头的质量很大程度上取决于钎料。

1.按材料组分分类 钎料可分锡基、铅基、锌基等软钎料(熔化温度低于450℃)和铝基、银基、铜基、镍基等硬钎料(熔化温度高于450℃)。常用钎料及其性能见表5-3~表5-10。

表5-3 银基钎料的分类、型号及熔化温度

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(续)

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表5-4 铜基钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-5 铝基钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-6 镍基钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-7 锡铅钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-8 无铅钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-9 锰基钎料的分类、型号及熔化温度

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表5-10 其他成分钎料

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2.按材料形态分类 钎料可分为丝条类钎料、带片状钎料、预成形钎料、非晶类钎料、粉状钎料、膏状钎料、粒状钎料等。不同形态的钎料产品如图5-26所示。

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图5-26 不同形态的钎料产品

5.1.2 钎剂分类及应用

钎剂的组成物质主要取决于所要清除氧化物的物理化学性质。构成钎剂的组成物质可以是单一组元(如硼砂氯化锌等),也可以是多组元系统。多组元系统通常由基体组元、去膜组元和活性组元组成。

钎剂的分类与钎料分类相关,通常分为软钎剂、硬钎剂、气体钎剂等,分别适用于不同的钎料或钎焊工艺。

1.软钎剂 软钎剂是指在450℃以下钎焊用的钎剂,由成膜物质、活化物质、助剂、稀释剂和溶剂等组成,可分为无机软钎剂和有机软钎剂两类。

无机软钎剂具有很高的化学活性,去除氧化物的能力很强,热稳定性好,能促进液态钎料对钎焊金属的润湿,保证钎焊质量。这类钎剂适应的钎焊温度范围较宽,但其残渣有强烈的腐蚀作用,故又称为腐蚀性软钎剂。无机软钎剂可用于不锈钢、耐热钢、镍基合金等的钎焊,钎焊后必须将残留钎剂清除干净。有机软钎剂有水溶性和天然树脂(松香)之分,对母材几乎没有腐蚀性,故又称为非腐蚀性软钎剂。

2.硬钎剂 硬钎剂是指在450℃以上钎焊用的钎剂。黑色金属常用的硬钎剂的主要组分是硼砂、硼酸及其混合物。为了得到合适的熔点和增强去除氧化物的能力,可以添加各种碱金属碱土金属氟化物、氟硼酸盐等。

硼砂(Na2B4O7·10H2O)是单斜类白色透明晶体,易溶于水,加热到200℃以上结晶水可全部蒸发。硼砂应在脱水后使用。硼砂中的硼酐与金属氧化物作用形成易熔的硼酸盐,并进一步分解成偏硼酸钠与硼酸盐,形成熔点更低的混合物,达到去除氧化物的目的,故可用作钎剂。

硼砂和硼酸的混合物是广泛应用的钎剂,但其活性温度较高(>741℃),因此只适用于800℃以上的钎焊,一般只能配合铜基钎料使用。但该钎剂去除氧化膜的能力不强,不能去除Cr、Si、Al、Ti等的氧化物,故不能用于钎焊含这些元素的合金钢、不锈钢和高温合金等。这类残渣呈玻璃硬壳状,不溶于水,虽腐蚀性不大,但清除困难。

3.气体钎剂 气体钎剂是一种特殊类型的钎剂,按钎焊方法可分为炉中钎焊用气体钎剂和火焰钎焊用气体钎剂。这类钎剂最大的优点是钎焊后没有钎剂残渣,钎焊接头不需清洗。但这类钎剂及其反应物大多有一定的毒性,使用时应采取相应的安全措施。

在炉中钎焊中可用作钎剂的气体主要是气态的无机卤化物,包括氯化氢氟化氢、三氟化硼、三氯化硼和三氯化磷等气体。

火焰钎焊时,可采用硼有机化合物的蒸气作为气体钎剂,如硼酸三甲酯等。该蒸气在燃气中供给,并在火焰中与氧反应生成硼酐,从而起到钎剂作用,可在高于900℃钎焊碳钢、铜及部分铜合金等。

5.1.3 钎焊材料生产中的节能减排技术

1.钎料无害化熔炼铸锭技术 钎料的熔炼铸锭技术包括熔炼炉的选择、有色金属及其合金熔炼、有色金属及其合金铸锭生产等。由于钎料生产涉及的有色金属合金品种繁多,熔铸技术特性各异,影响熔铸质量的因素较多,工艺流程上存在工序多、损耗大、能耗高、成本高、技术经济指标较低等问题。针对Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Sn、P等重金属元素及易污染元素,目前已开发和正在开发钎料无害化熔炼新方法、新工艺及新设备。

钎料熔炼炉多种多样,从比较简单的坩埚地坑炉到现代化的真空自耗电极电弧炉,在钎料熔炼生产中都有应用。

郑州机械研究所开发了一套用于铜磷钎料的无害化冶炼装置,其示意图如图5-27所示。此种装置具有“无污染、节约成本、操作安全、效率高”的优点。

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图5-27 铜磷钎料的无害化冶炼装置示意图

1—石墨坩埚 2—中频感应装置 3—石墨密封圈 4—上盖 5—耐火隔热内衬层 6—密封反应装置 7—排烟管道 8—水池

冶炼时,向水池内注水,保证排烟管道深入水面1m以下;在密闭反应装置内的反应石墨坩埚中放入赤磷和铜磷合金,在铜合金熔炼炉内将原料铜、银等熔炼为合金液,然后迅速将合金液扒渣并浇入反应石墨坩埚内,快速闭合上盖,中频感应圈通电,加热坩埚内的合金,直至完全合金化,然后将反应得到的钎料合金液绕固定轴旋转浇注到模具内,制备成铜磷合金锭。反应过程完全处于密封状态,整个反应过程不超过15min,反应中生成的P2O5通过排烟管道直接溶解在水中。当密闭反应装置内的氧反应完全后,磷将不再生成P2O5,故整个过程中磷烧损很少。

钎料熔炼用坩埚炉由耐火材料制作,或用石墨、铸铁和钢板制成。坩埚炉可使用各种燃料,熔炼多种常用成分的钎料,投资少,灵活性大,适用于品种多、产量小的钎料生产厂。但常用的电阻坩埚炉温度低,升温慢;火焰坩埚炉烟尘大,金属烧损多、污染环境,热效率低,温度不易控制,现已基本被感应电炉取代。

感应电炉有坩埚式无铁心和熔沟式有铁心感应炉两种,除难熔金属外,它们是有色金属钎料的主要熔炼设备。坩埚式无铁心感应炉可达到较高的熔炼温度,加热速度快,搅拌作用强,便于更换钎料合金品种,维修较方便,适于熔炼温度较高且不需造渣精炼的钎料锭坯。熔沟式有铁心感应炉是铜合金常采用的熔炉,其工作原理和技术特点和坩埚感应炉基本相同。所不同的是用工频电流,热效率较高,电气设备费较少,炉衬寿命较长,熔炼温度较低。若把感应器和坩埚置于真空中,便成了真空感应炉。真空感应炉主要用于高温合金、活性金属合金及精密合金钎料的熔炼,目前趋势在向大容量、用晶闸管变频电源、双频率搅拌、功率功率因数自动调节等方面发展。

真空电弧炉温度高、精炼能力强,在熔炼高温钎料、真空电子器件用钎料和各种活性难熔金属合金中有应用。

钎料的熔炼过程中,通常还配备有供风系统和烟尘净化设备,能够有效减少有色金属熔炼过程中产生的废气和烟尘,改善工作环境。节能型降温除尘供风系统和高效除尘净化设备结构简单、除尘效率高、运行费用低,处理后的废气、烟尘平均浓度符合国家标准。

2.钎料连铸技术 连铸技术包括立式连续铸造及半连续铸造技术和卧式连铸技术,与传统铸造技术相比,在提高生产率、节约能源和改善铸坯质量等方面有着优势。半连铸和连铸过程无本质上的区别,差别仅在于前者浇注锭坯长度受限,后者原则上可连续浇注任意长度的锭坯。西方国家加工用的铸坯中,连铸锭坯已达75%以上,预计今后90%以上的有色金属锭坯将采用连铸生产。

卧式连铸也称水平连铸或横向连铸。在有色金属材料生产中,卧式连铸是近30年来重大技术进展之一,是引人注目和发展较快的一项新技术。与立式连铸相比,卧式连铸不需要高大厂房和深井,设备较简单,投资少,见效快。国外已成功地应用此法铸造大截面铸锭,并正在推广应用。

连铸技术的机械化程度高,劳动强度较小,能多根锭坯同时铸造,生产率高,占地面积较少,目前钎料生产企业的铜、铝、锌及其合金铸坯,已广泛采用连续铸锭法生产。图5-28所示为铜基钎料水平连铸装置示意图。

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图5-28 铜基钎料水平连铸装置示意图

1—电动机 2—偏心轮 3—工频感应炉熔沟 4—塞棒 5—润滑油罐 6—石墨注管 7—石墨内衬 8—洁净器 9—导辊 10—铸锭

3.钎料节能挤压技术 在钎料的铸锭→挤压→轧制→拉拔流程中,挤压是重要环节。用挤压法可加工用轧制法和锻造法加工有困难,甚至无法加工的低塑性、难变形钎料,如铝硅铜钎料、铜磷钎料等。这类钎料经热挤压后可进行拉拔。

(1)大铸锭挤压技术。钎料专业生产厂商生产铜磷钎料、银基钎料、部分铝基钎料时,常用100~800t油压机挤压。随着大铸锭挤压技术的开发及挤压设备的研制,解决了大铸锭挤压过程中的铸锭墩粗失稳,造成脱皮壳的不均匀或不完整,铸锭表面缺陷可能会部分流入产品等问题;实现大铸锭在挤压过程中完整、均匀脱皮,更好地去除铸锭表面缺陷,改善金属钎料流动不均匀性,减少了能量消耗,提高了生产效率,进而提高成品率,大大降低生产成本,满足市场对钎料质量的更高要求。国内挤压机一般可挤的铜及铜合金最大铸锭长度在1m以内,吨位大、能耗低。

(2)多丝孔挤压技术。多丝孔挤压技术也称为“一模多孔”挤压技术,作为一项提高生产效率、产品质量的先进生产工艺,其节能、节人、节地、节成本方面效果显著,符合国家节能降耗政策导向,对企业可持续发展有着举足轻重的作用。多丝孔模具及其在实际钎料生产中的应用如图5-29所示。

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图5-29 多丝孔模具及其在实际钎料生产中的应用

“一模多孔”的模具设计和加工:为取得优化效果,摆放多孔时,需要考虑钢材的强度,避免孔间距过小,并采用对称布局,建议孔为横放形式;若需要上下布局时,则需要将孔错开。加工模具过程中,高精度先进模具加工仪器是保证模具合格的前提,采用慢走丝切割,并结合研磨抛光技术。

“一模多孔”技术可实现一机代替多机,较之单孔模具,在挤压速度相同的情况下,多丝孔模具的生产效率成倍数提高。随着挤压工艺的不断优化,多孔模具技术可以减小挤压系数,降低挤压力;在压余不变的情况下,可以通过提高钎料铸锭长度,减少废料所占比例,提高成品率。多孔模具的单模生产量较单孔模具有大幅提高,减少资源消耗,降低钎料生产成本。(www.xing528.com)

4.钎料轧制技术 轧制工艺按照产品类型可以分为板带轧制、型材轧制以及棒线材轧制等类型;按生产工艺可以分为热轧和冷轧工艺。随着轧制技术在钎料生产过程中占有的地位越来越重要,其节能技术与装备得到迅速推广应用。

(1)宽带轧制技术。钎料轧制采用宽带轧制技术,所轧制的钎料宽度由最初的50mm扩大至400mm,甚至可轧制600mm的宽带钎料,在保证成品率的基础上,提高了生产效率。

(2)热轧技术。钎料的热轧工艺是指把钎料加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工。它以板坯钎料为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带状产品。热轧技术是实现钎料节约化生产的重要进展。

相对于冷轧工艺,热轧生产效率高,规模大,能量消耗少,成本低,机械化、自动化程度高,适于大批量连续生产,是钎料生产中重要的压力加工方式。为进一步提高热轧钎料的生产效率,减少轧制道次,提高终轧温度,可采用加大电动机功率在线加热的措施。另外,国外有些铜基钎料生产厂商,为充分利用金属的热塑性,降低道次间的温降,还在辊道上配有隔热罩,效果显著。

(3)连轧技术。钎料的连轧技术包括冷连轧、热连轧及连铸连轧技术。其中,冷连轧以热轧钎料为原料,经连续冷变形的冷作硬化,成品的强度、硬度上升,韧塑性指标下降。热连轧用连铸钎料板坯或初轧板坯为原料,经步进式加热炉加热,进入粗轧机,粗轧料经切头、切尾,再进入精轧机,终轧后经冷却和卷取成为成品。钎料连铸连轧是把铸造和轧制两种工艺结合起来,相比于传统的先铸造出铸坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加钎料收得率、节约能源、便于实现机械化和自动化的优点。

德国某公司的宽带坯采用连铸连轧方式生产,其工艺与半连续铸锭、加热、热轧开坯相比,可节能40%,生产效率提高33%,单位产品投资节省40%,此生产方式适合于产量大,品种单一的产品,但初期稳定工艺难度大。

(4)精轧技术。钎料的精密轧制采用四辊轧机或偏八辊轧机。四辊轧机的相对刚度高、压下量大、轧延力小,可轧制较薄的钎料;偏八辊轧机是四辊轧机的变型,工作辊的稳定性好、水平刚度高,轧制力比四辊轧机小一半,轧制的钎料准确度高。

5.钎料拉拔与校直技术 目前在钎料的拉拔工艺中,单次拉丝机、活套拉丝机、滑轮拉丝机、直线拉丝机、直进式拉丝机、水箱拉丝机均有应用。其中直进式拉丝机和水箱拉丝机生产效率高,产品质量好。

(1)直进式拉拔。直进式拉丝机是一种无弯曲、无扭转、性能优异的无滑动连续式拉丝机,在国内外钎料生产厂商中开始应用。直进式拉拔如图5-30所示。

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图5-30 直进式拉拔

相对于传统的滑差调速滑轮式拉丝技术,直进式拉丝在生产效率、产品质量等方面存在极大的优越性。①直进式拉丝机拉拔速度较快,为滑轮式拉丝机2~3倍。在同等条件下,直进式拉丝机拉拔速度越高,耗电越低,节电率越高。变频调速直进式拉丝机较滑差调速直进式拉线机节电约35%。②直进式拉丝机加工硬化率低,力学性能优于滑差调速滑轮式拉丝机。

(2)水箱拉拔。水箱拉拔机包括翻转式水箱拉丝机、卧式单主动塔轮组水箱拉丝机、双主动塔轮水箱拉丝机三种。常用的水箱拉丝机如图5-31所示。

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图5-31 常用的水箱拉丝机

水箱拉丝机较干式拉丝机在润滑和冷却方面有突出的优势:水箱拉丝机结构紧凑,占地面积小,拉拔密集度高,焊丝在拉拔过程中无扭转现象,可进行高速拉拔;因拉拔过程在冷却润滑液中进行,焊丝的冷却和润滑条件好,散热效果好,油温不会剧烈升高,对模具的磨损小,焊丝整体质量得到保证,表面光洁,尺寸公差小。

(3)电致塑性拉拔。电致塑性拉拔技术是近年来开发的一种新型金属丝材加工技术,已应用于丝状钎料的生产中。该技术是利用高密度(脉冲)电流在钎料丝塑性变形过程中产生的电塑性效应来促进钎料丝的变形,降低拔制力,提高钎料丝的成形极限,改善钎料丝的显微组织和综合力学性能。

与常规拉拔工艺相比,电致塑性拉拔技术降低了钎料丝的变形抗力,提高了塑性,改善了产品的表面质量,提高了模具的使用寿命,降低了生产成本;无需进行任何中间退火便能实现连续高效拉拔,节能、环保,生产效率高,在钎料的工业生产中已广泛应用。

(4)旋转式校直。经过拉拔的钎料丝因应力和组织应力引起弯曲变形,可通过旋转式校直机构校直。旋转式校直机构示意图如图5-32所示。旋转式校直指钎料丝在塑性弯曲状态下以旋转变形方式从大的等弯矩区向小的等弯矩区过渡,在拉出塑性区时弹复变直。弯卷的钎料通过几个不同心的高速旋转的硬质合金模孔时,受到几个方向的校直作用,适用于较粗(0.8~3mm)的硬丝钎料,校直效率高。

(5)多辊式校直。多辊式校直指钎料丝从互相垂直的两组辊子之间通过时,因受到多次反复弯曲而得到的对形状缺陷的校正。多辊式校直机广泛用于丝状钎料的校直,校直效果准确,设备实现自动化,高效、可靠。

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图5-32 旋转式校直机构示意图

图5-33所示为常用的多辊式校直器,弯卷的钎料快速通过校直器的辊轮校直,使弯曲的钎料丝变得平滑、笔直。

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图5-33 常用的多辊式校直器

(6)电加热校直。以前传统的钎料细丝校直方法是在大平板上采用手工敲击校直,劳动强度大、效率低,现已成功开发电加热校直技术。

电加热校直是将钎料丝夹在校直夹具上,采用大电流、低电压电源,通电加热,待钎料丝温度达到无应力退火温度时,断电,并立即摇动手轮拉伸钎料丝,达到热拉直的目的。电加热校直法效率高,钎料质量好,大大减轻了劳动强度。

6.钎料环节能型制作技术 钎料环广泛用于制冷、汽摩配件、管乐灯饰五金电器、仪器等行业的管状和盘状钎焊件中,常采用的节能型制环方法包括以下几种。

(1)冲压式制环。采用一次性成形冲压式制备钎料(主要是铜、银等)环(圆形和异形),改变了以往手工制环工序多、效率低、成品率低、成本高的弊端。冲压式制环设备投入少,有效减少了人工操作,节约材料和能源、生产效率高、产出比高。冲压式制得的钎料环品质完全能达到较高的精度(内径尺寸公差7~8级,形状公差8~9级)。在钎料塑性良好的条件下,成品率可达到95%以上,制环速度达150~250件/min。

(2)缠绕式制环。缠绕式制环技术是指将丝状钎料两端通交流电,待其软化后紧密缠绕在直径与所需环径相同的钢棒或铜棒表面,随后在冲床上切断成钎料环,再经压平、清洗等工序制成合格产品,缠绕式制环主要工艺过程如图5-34所示。该工艺技术基本无材料浪费,所需设备简单、节省能源,生产效率比传统手工制环高十几倍,目前在环状钎料的生产中也有着广泛应用。

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图5-34 缠绕式制环主要工艺过程

(3)挤绕式制环。挤绕式制环设备如图5-35所示。该设备通常包括校直机构、预热机构及挤环切断机构。丝状钎料经过前期校直,再经预热后送至挤环工位,经引导绕环设备挤绕成所需环径的钎料环,最后切断成成品。该工艺技术可制备任意环径的钎料环,环径调整过程简单可靠,较传统手工制环方法更灵活,几何尺寸和外观质量更高,碎环、扁环、叠环、扭曲环、搭接环、开口环和切边等不合格现象少,生产效率高,在环状钎料生产中应用得越来越多。

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图5-35 挤绕式制环设备

7.粉状钎料制粉技术 粉状钎料常采用雾化法制备,该技术是一种典型的物理制粉方法。它通过高压雾化介质,如气体或水强烈冲击液流使之破碎、冷却凝固来实现的。粉状钎料生产中应用最广泛的是水雾化法和气雾化法。

(1)水雾化制粉。水雾化是制取粉状钎料最常用的工艺技术之一,可用于制备铜、青铜、镍、银等多种粉状钎料。其工艺流程为,配料→熔炼→雾化→脱水干燥→检测→筛分→包装入库。水雾化制粉原理是利用高压水流冲击熔融的金属流,达到粉碎金属的目的。其示意图如图5-36所示。

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图5-36 水雾化制粉示意图

1—喷嘴 2—熔池 3—熔炼炉 4—压力源 5—雾化室 6—粉末

例如,采用水雾化法生产低松装密度铜基钎料。与传统的破碎法相比,该技术简化了工艺,降低了生产成本,减轻了工人的劳动强度,改善了工作环境。该方法完全可以替代污染环境、能耗高的机械破碎研磨制粉工艺。

(2)气雾化制粉。气雾化制取粉状钎料是指在钎料液体经过保温坩埚、导流嘴流出(向下),通过喷嘴由高压气流将金属液体雾化破碎成大量细小的液滴,细小的液滴在飞行中凝固成球形或是亚球形颗粒,达到制粉的目的。其示意图如图5-37所示。其中传统气雾化方法中气体交汇处的焦点离导液管出口有一段距离,而紧耦合气雾化方法中熔体被高压气体直接雾化为液粒。气雾化制粉可以制备大多数不能采用水雾化方法制造的钎料粉末,具有环境污染小、粉末球形度高、氧含量低、冷却速率大、效率高等优点,适用于大批量粉状钎料的生产。

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图5-37 气雾化制粉示意图

德国柏林的NANOVAL GMBH公司采用层流气体雾化制粉法,效率更高,能显著减少气体消耗量,气体消耗量仅为紧耦合法的1/3,为自由落体式的1/7,具有较好的经济性。

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图5-38 气-水联合雾化制粉示意图

(3)气-水联合雾化制粉。气-水联合雾化制粉技术是将高压气体雾化和低压水雾化相结合的方法。其示意图如图5-38所示。采用气-水联合雾化可低 成本地生产细粉,水雾化装置一般采用自由下落熔体流,直径数毫米,由圆或扁水喷嘴击碎成粉末。与气体预雾化相结合,可经济地生产细的或超细粉状钎料。若使用惰性气体保护熔体,则可降低钎料中氧含量。

8.膏状钎料制造技术 膏状钎料是由钎料合金粉末、钎剂及粘合剂所构成的膏体,如图5-39所示。使用膏状钎料时,易控制钎料用量,便于复杂结构的装配,易于实现钎焊过程的自动化。近年来随着微电子组装技术的发展和推广应用,膏状软钎料在整个微电子器件软钎焊中所占的比例和总体需求量日益增加。膏状钎料的制备方法主要包括:球磨、行星辊磨、胶体磨等方法。

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图5-39 膏状钎料组成

(1)球磨法。常用于制备膏状钎料的方法是湿式球磨法,其制备工艺为:将钎料合金粉末、钎剂及粘合剂等混合均匀,以一定的转速研磨,将研磨后的混合料进行筛分,筛下的混合料进行脱液,得到膏状钎料。球磨法制备膏状钎料工艺相对简单,生产成本低,有价格优势;生产的膏状钎料可避免干燥过程中发生氧化,成分及性能稳定,生产过程无粉尘飞扬,可减少对环境的污染。采用湿式球磨法制备的膏状钎料,粒径分布、微观形貌及化学成分等指标符合使用要求。

(2)行星辊磨法。行星辊磨机由磨圈和配套转子组成,通过磨辊挤压、研磨混合钎料而得到膏状钎料。采用行星辊磨法制备膏状钎料效率高、电耗小、噪声低,在膏状钎料的生产中也有着广泛应用。

(3)胶体磨法。胶体磨是对流体物料进行精细加工的机械。胶体磨生产膏状钎料的基本原理是流体或半流体混合钎料通过高速相对连动的定齿与动齿之间,使混合料受到强大的剪切力、摩擦力及高频振动等作用,有效地被粉碎、均质、混合,从而获得满意的精细膏体。该工艺综合了均质机、球磨机、三辊机、搅拌机等机械的多种性能,具有优越的超微粉碎、分散均质、混合等功效。该工艺是膏状钎料生产的理想设备,也适用于制药、食品、化工及其他行业的湿物料超微粉碎。胶体磨结构合理、简单、操作方便,经久耐磨可长时间不间歇运转,制备的膏状钎料质量好,生产效率高,在生产膏状钎料的过程中无需特殊的维护与保养,但需要定期对设备的定转子的磨损情况、加工钎料的细度、密封件的密封效果等项目进行检查。

9.粒状钎料制造技术

(1)短流程制粒技术。粒状钎料的短流程制造技术的研究方向之一是粒状钎料快凝近终成形技术。它可以最大限度地减少中间生产环节,避免对钎料加工所带来的污染与损伤,提高产品质量,缩短生产周期,有效降低生产成本。

郑州机械研究所开发的铜基粒状钎料短流程生产技术,有机结合了钎料冶炼技术、离心制粒技术、快速凝固技术;与传统生产工艺相比,它直接将熔融合金快速凝固成形,减少了等温挤压、循环轧制、去应力热处理、冲剪、行星研磨等工序,不仅降低生产能耗和钎料冷加工损耗;而且有效缩短生产周期,实现该类产品短流程生产工艺,使生产更具灵活性。

(2)机械剪切制粒技术。切断机是有色金属压延行业加工过程中的一种切断成形设备,也可用于制备粒状钎料。市场上的粒状钎料切断装置,多是利用冲床,通过“送料→切断→卸料”过程循环得到粒状钎料。由于在切断过程中采用的是往返冲压式切断,该种切断机无法获得极高的切断速度,同时易由于卡料造成停机,大大影响了生产效率,且难以得到极短的粒状钎料。

采用旋转式切断装置,与往返冲压式切断装置相比,去除了往返动作,提高了生产效率,可使线材保持向前运动时被高速横向切断,得到更短的粒状钎料,切断的钎料会自动脱落通过卸料口,利于成品收得。

图5-40所示为改进的粒状钎料剪切机示意图。其工作原理为利用送线轮牵引钎料丝,通过固定尺寸的固定刀口,送至活动刀处(剪切工位或切粒室),利用电动机带动进行阶段性的切断钎料丝,通过更换合适的活动刀得到所需长度粒状钎料。该种技术生产效率高,节能优势显著,工作环境显著改善,生产成本大大降低。

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图5-40 改进的粒状钎料剪切机示意图

1—机壳 2—送线轮 3—丝材 4—刀座 5—固定刀口 6—刀盘 7—防护罩 8—电动机 9—卸料口 10—活动刀

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