CN104874800A - 一种由粉末压制成焊环的制造方法 - Google Patents

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邓彬
李旭
陈强
李文坚
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Abstract

本发明提供一种由粉末压制成焊环的制造方法，包括如下步骤：1)筛分；2)混粉；3)热处理、过筛；4)压制；5）烧结。所述方法工艺步骤少，无需多次重复拉丝、退火工艺，可一次性制得焊环，焊接效率、生产效率高，焊环成品率高。

Description

一种由粉末压制成焊环的制造方法
技术领域
本发明属于异性自润湿焊环制造技术领域，具体地，涉及一种由粉末压制成焊环的制造方法。
背景技术
传统焊环的制造方法通常包括以下几个步骤：熔炼→挤压→拉丝→退火→制环→后处理等，由于挤压后的丝材尺寸较大，需多次(7～8次)重复拉丝、退火才能达到规定焊环尺寸，而后通过制环机将拉制退火后的丝材首尾焊接，得到最终规格的焊环。
然而，该方法的工作量大，产能低。同时，在焊接过程中，需人工涂覆助焊剂，焊接效率较低导致焊环成环率低(低于80％)。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种由粉末压制成焊环的制造方法，所述方法工艺步骤少，无需多次重复拉丝、退火工艺，可一次性制得焊环，焊接效率、生产效率高，焊环成品率高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种由粉末压制成焊环的制造方法，包括如下步骤：
1)筛分
将焊料、助焊剂及成形剂分别过筛，振动分级，分别得筛分后的焊料粉末、助焊剂粉末及成形剂粉末，待用；
2)混粉
混合步骤1)所得筛分后的焊料粉末、助焊剂粉末及成形剂粉末，得混粉，混粉时间0.5～2h，混粉中各组分质量百分比为：焊料粉末：60～94wt％，助焊剂粉末：5～38wt％，成形剂粉末：0.1～3wt％；
3)热处理、过筛
对步骤2)所得混粉在保护性气体氛围下进行热处理，然后粉碎过筛，热处理温度400～600℃，过筛粒度40～100目；
4)压制
将步骤3)处理后的粉末压制成环，压制压力300～600MPa，保压时间1～5秒；
5)烧结
产品在保护性气体氛围下进行烧结，得成品焊环，烧结温度500～650℃，烧结时间1～3h。
进一步，所述焊环为黄铜焊环或银基焊环。
另，所述焊环外缘为正多边形结构。
另有，所述焊环内壁内接有至少一环形凸起，与所述焊环内环呈阶梯状排布。
再，步骤1)所述焊料为黄铜合金粉末或Ag合金粉末。
再有，所述黄铜合金粉末化学式为CuxZn100-x，其中，X：50～80wt％。
且，所述黄铜合金粉末化学式为CuxZn100-x-yMy，M选自Sn、Ni、Mn、P中的一种或两种以上，其中，x：50～60wt％，y：0～2wt％。
另，所述Ag合金粉末化学式为：AgxCu100-x-yQy，Q选自Zn、Sn、Ni、Mn中的一种或两种以上，其中x：25～60wt％，y：10～36wt％。
再，步骤1)所述成形剂为石蜡粉末、硬脂酸锌粉末、硬脂酸酰胺粉末、合成橡胶粉末、聚乙烯粉末或聚丙烯粉末。
另，所述成形剂优选石蜡粉或硬脂酸锌粉末。
再有，步骤1)所述筛分通过振动筛完成，焊料粉末筛分用振动筛筛网孔径为200～230目，助焊剂粉末筛分用振动筛筛网孔径为270～325目，成形剂粉末筛分用振动筛筛网孔径为270～325目。
所用助焊剂及成形剂均可从市场购得。
本发明的有益效果在于：
焊料经处理后直接压制成环，无需反复拉丝退火后再成环，工序简单，生产效率大大提高。
在初期混粉阶段便加入助焊剂，使用简便，无需后期人工涂覆助焊剂，且与焊料及成形剂充分混合有助于提升成环率。
原材料利用率高，成环率可达95％以上。
焊环形状多样，适用不同焊接要求。
所制得焊环熔化温度高，钎焊温度高，适用于硬质合金与不锈钢之间的焊接，焊接后结合处无缝隙，焊接深度可达5～8mm，剪切强度达到150～300MPa。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种由粉末压制成焊环的制造方法所制得的焊环结构。
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
一、黄铜焊环的制造
结构参见图1和图2，所述黄铜焊环1内壁内接有一环形凸起2，与所述黄铜焊环内壁呈阶梯状排布。
所述黄铜焊环的制造方法包括如下步骤：
a)筛分
将黄铜合金粉末(CuxZn100-x，具体组成见表1)倒入振动筛分级，筛下物待用；将助焊剂粉末倒入振动筛分级，筛下物待用；将成形剂倒入振动筛分级，筛下物待用；其中，所用振动筛筛网孔径参见表2，成形剂为石蜡粉末、硬脂酸锌粉末、硬脂酸酰胺粉末、合成橡胶粉末、聚乙烯粉末或聚丙烯粉末。
b)混粉
将通过分级的黄铜合金粉末、助焊剂粉末和石蜡粉末放入三维混粉机中进行混合，得混粉，混粉时间为0.5～2.0h；其中，混粉成分参见表2。
c)热处理、过筛
对混粉后的粉末进行热处理，将混粉后的粉末在保护性气体(以氢气为例)气氛下进行还原处理，然后粉碎过筛，热处理温度及过筛粒度参见表3；
d)压制
将经过热处理后的粉末放入压机中压制成内接环形凸起2的黄铜焊环1，压制压力及保压时间参见表3。
焊环尺寸：台阶高度1.5mm，环高3mm，内径15.8mm。
e)烧结
将压制好的产品在保护性气体气氛下进行烧结，得成品黄铜焊环，烧结温度及烧结时间参见表3。
表1.黄铜粉末成分(单位：wt％)
表2.黄铜焊环制造中筛分及混粉工艺参数列表
表3.黄铜焊环制造中热处理、过筛、压制、烧结工艺参数列表
所制得黄铜台阶焊环熔化温度1000～1030℃，钎焊温度1050～1090℃，适用于不锈钢之间的焊接，焊接后结合处无缝隙，焊接深度可达8mm，抗拉强度达到380MPa。
二、六角黄铜焊环制作方法
a)筛分
将黄铜合金粉末(CuxZn100-x-yMy，M选自Sn、Ni、Mn、P中的一种或两种以上，其中，x：50～60wt％，y：0～2wt％，具体组成见表4)，倒入振动筛分级，筛下物待用；将助焊剂粉末倒入振动筛分级，筛下物待用；将成形剂倒入振动筛分级，筛下物待用；其中，所用振动筛筛网孔径参见表5，成形剂为石蜡粉末、硬脂酸锌粉末、硬脂酸酰胺粉末、合成橡胶粉末、聚乙烯粉末或聚丙烯粉末。
b)混粉
将通过分级的黄铜合金粉末、助焊剂粉末和硬脂酸锌粉末放入三维混粉机中进行混合，得混粉，混粉时间为0.5～2.0h；其中，混粉成分参见表5。
c)热处理、过筛
对混粉后的粉末进行热处理，将混粉后的粉末在保护性气体(以氢气为例)气氛下进行还原处理，然后粉碎过筛，热处理温度及过筛粒度参见表6；
d)压制
将经过热处理后的粉末放入压机中压制外缘为正六边形的环，压制压力及保压时间参见表6。
尺寸为：菱长8mm，环高3mm，内径5mm。
e)烧结
将压制好的产品在保护性气体气氛下进行烧结，得成品六角黄铜焊环，烧结温度及烧结时间参见表6。
表4.六角黄铜焊环中黄铜粉末成分(单位：wt％)
表5.六角黄铜焊环制造中筛分及混粉工艺参数列表
表6.六角黄铜焊环制造中热处理、过筛、压制、烧结工艺参数列表
所制得六角黄铜焊环熔化温度830～850℃，钎焊温度870～900℃，适用于不锈钢之间的焊接，焊接后结合处无缝隙，焊接深度可达8mm，抗拉强度达到350MPa。
三、银基焊环制作方法
a)筛分
将Ag合金粉末(AgxCu100-x-yQy，Q选自Zn、Sn、Ni、Mn中的一种或两种以上，具体组成见表7)，倒入振动筛分级，筛下物待用；将助焊剂粉末倒入振动筛分级，筛下物待用；将成形剂倒入振动筛分级，筛下物待用；其中，所用振动筛筛网孔径参见表8，成形剂为石蜡粉末、硬脂酸锌粉末、硬脂酸酰胺粉末、合成橡胶粉末、聚乙烯粉末或聚丙烯粉末。
b)混粉
将通过分级的黄铜粉、助焊剂粉末和石蜡粉末放入三维混粉机中进行混合，得混粉，混粉时间为0.5～2.0h；其中，混粉成分参见表8。
c)热处理、过筛
对混粉后的粉末进行热处理，将混粉后的粉末在保护性气体(以氢气为例)气氛下进行还原处理，然后粉碎过筛，热处理温度及过筛粒度参见表9；
d)压制
将经过热处理后的粉末放入压机中压制得环，压制压力及保压时间参见表9。
环尺寸：环高3mm，内径3.3mm。
e)烧结
将压制好的产品在保护性气体气氛下进行烧结，得成品银基焊环，烧结温度及烧结时间参见表9。
表7.银基焊环中Ag合金粉末成分(单位：wt％)
表8.银基焊环制造中筛分及混粉工艺参数列表
表9.银基焊环制造中热处理、过筛、压制、烧结工艺参数列表
所制得银基焊环熔化温度680～705℃，钎焊温度730～750℃，适用于硬质合金与不锈钢之间的焊接，焊接后结合处无缝隙，焊接深度可达8mm，抗拉强度达到300MPa。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
筛分
将焊料、助焊剂及成形剂分别过筛，振动分级，分别得筛分后的焊料粉末、助焊剂粉末及成形剂粉末，待用；
混粉
混合步骤1)所得筛分后的焊料粉末、助焊剂粉末及成形剂粉末，得混粉，混粉时间0.5~2h，混粉中各组分质量百分比为：焊料粉末：60~94wt%，助焊剂粉末：5~38wt%，成形剂粉末：0.1~3wt%；
热处理、过筛
对步骤2)所得混粉在保护性气体氛围下进行热处理，然后粉碎过筛，热处理温度400~600℃，过筛粒度40~100目；
压制
将步骤3)处理后的粉末压制成环，压制压力300~600MPa，保压时间1~5秒；
烧结
产品在保护性气体氛围下进行烧结，得成品焊环，烧结温度500~650℃，烧结时间1~3h。
2.根据权利要求1所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述焊环为黄铜焊环或银基焊环。
3.根据权利要求1或2所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述焊环外缘为正多边形结构。
4.根据权利要求1或2所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述焊环内壁内接有至少一环形凸起，与所述焊环内环呈阶梯状排布。
5.根据权利要求1所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，步骤1)所述焊料为黄铜合金粉末或Ag合金粉末。
6.根据权利要求5所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述黄铜合金粉末化学式为CuxZn100-x，其中，x：50~80wt%。
7.根据权利要求5所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述黄铜合金粉末化学式为CuxZn100-x-yMy，M选自Sn、Ni、Mn、P中的一种或两种以上，其中，x：50~60wt%，y：0~2wt%。
8.根据权利要求5所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，所述Ag合金粉末化学式为：AgxCu100-x-yQy，Q选自Zn、Sn、Ni、Mn中的一种或两种以上，其中其中x：25~60wt%，y：10~36wt%。
9.根据权利要求1所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，步骤1)所述成形剂为石蜡粉末、硬脂酸锌粉末、硬脂酸酰胺粉末、合成橡胶粉末、聚乙烯粉末或聚丙烯粉末。
10.根据权利要求1所述的由粉末压制成焊环的制造方法，其特征在于，步骤1)所述筛分通过振动筛完成，焊料粉末筛分用振动筛筛网孔径为200~230目，助焊剂粉末筛分用振动筛筛网孔径为270~325目，成形剂粉末筛分用振动筛筛网孔径为270~325目。
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