CN106180606B - 一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统及其成型工艺 - Google Patents
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Abstract
一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统及其成型工艺，金属锡在旋转通气净化炉(1)中熔化后，通过石墨转子(6)通入氮气或六氯乙烷带出熔渣；锡熔液流入保温炉(2)，通过挡板和滤网将熔渣和杂质挡住，净化的熔体进入出料腔中并流入流量炉(3)，再流入连续挤压机(4)；金属液(16)流到旋转的挤压轮的挤压槽(8a)中，在挤压轮旋转过程中完成金属液的凝固和成型，同时冷空气通过通气管(13)吹向挤压槽，带走挤压轮热量，冷却水循环通道(12)内的冷却水给挤压轮降温；之后通过挤压模(9)进入成型模(10)，同时将助焊剂注入成型模，铸挤得到棒材(15)。本发明生产效率高，得到的产品内部组织结构均匀、不易断芯且表面质量好。
Description
技术领域
本发明涉及有芯焊锡棒材生产设备及生产工艺技术领域。
背景技术
有芯焊锡棒料连续铸挤加工成型工艺是一种新型锡材加工成型技术，其应用范围广泛。传统的有芯焊锡丝的加工，往往采用水平连铸的工艺先制备一定尺寸的铸锭，然后再进行挤压，同时进行助焊剂的注入，接着进行拉丝。在这种加工工艺中，助焊剂注入时出现断芯是一个行业共性问题。此外，由于传统加工工艺中锡金属的组织较差，在拉丝工艺中经常出现线径和焊锡丝的表面质量问题。因此，有必要对现有的生产工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的有芯焊锡丝生产效率低下、产品表面质量差、内部组织不均匀等问题，提供一种生产效率高、产品内部组织结构均匀、不易断芯且表面质量好的有芯焊锡棒料连续铸挤加工系统及其成型工艺。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，包括顺序设置的旋转通气净化炉、保温炉、流量炉和连续挤压机；所述旋转通气净化炉中设置有通入氮气或六氯乙烷的可转动及移动的石墨转子；在金属液从旋转通气净化炉流入保温炉的管路上设置有流量控制阀；所述保温炉包括盛装金属液的槽体、设置于槽体中间的底部悬空的竖直挡板、设置于挡板下面的滤网，挡板和滤网将槽体分隔成进料腔和出料腔，在出料腔的底部开设有出料口；所述连续挤压机包括外表面开设有挤压槽的旋转挤压轮、包覆于挤压轮一侧的内表面为半圆弧形且中部开设有挤出口的挤压模、设置于挤出口外的成型模、设置于成形模上方并可向成型模内注入助焊剂的助焊剂容器，在挤压轮上设置有加强冷却系统，所述加强冷却系统包括设置于挤压轮内部的冷却水循环通道、设置于挤压轮外表面挤压槽旁的对向挤压槽并持续通入冷空气的通气管。
本发明在保温炉槽体的进料腔和出料腔内分别设置有加热保温溶体的电炉丝。
所述加强冷却系统的冷却水循环通道在挤压轮内部的设置方式是在挤压轮的旋转轴内部开设进水通路和出水通路，在挤压轮内部开设与进水通路和出水通路相通的内槽，供冷却水的循环。所述通气管分别设置在挤压轮的顶面、底面和外侧面三个位置，顶面的通气管沿挤压轮切向将冷空气通入挤压槽，底面和外侧面的通气管正对挤压槽通入冷空气。在连续挤压机的成型模出口外设置有棒材冷却装置。
采用本发明所述有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统的成型工艺，工艺过程如下：金属锡在旋转通气净化炉中被熔化后，通过石墨转子通入氮气或六氯乙烷，利用氮气或六氯乙烷气泡上升的过程带出熔渣；锡熔液通过管路流入保温炉，并由流量控制阀控制流量；在保温炉中，挡板和滤网将熔渣和杂质挡在进料腔内并浮于熔体表面，进行除渣和过滤，净化熔体，经过滤干净的熔体通过滤网进入出料腔中，经出料口流入后续的流量炉，再从流量炉平稳地流入连续挤压机；高温金属液流到旋转的挤压轮的挤压槽中，在挤压轮旋转的过程中，完成金属液的凝固和成型；在金属液凝固和成型的同时，将冷空气通过通气管吹向挤压轮的挤压槽，带走挤压轮的热量，冷却水循环通道内循环通入冷却水，给挤压轮降温；之后通过挤压模的挤出口进入成型模，同时将助焊剂容器中的助焊剂的注入成型模，通过成型模的分流与合流，完成助焊剂的注入并铸挤得到确定尺寸的棒材。
本发明的旋转通气净化炉先经过利用氮气或六氯乙烷气泡上升的过程，带出熔渣，除去金属液中的大部分熔渣。氮气或六氯乙烷气体通过能转动的石墨转子进入熔体，同时石墨转子可以上下左右移动，可以保证气体通入的均匀性。所设置的保温炉中的隔板和过滤板可以起到进一步挡渣和过滤熔体的作用，使金属液更加洁净，还可以稳定熔体流速及流量，使金属液平稳流动，减少流动中的金属液中夹渣进入后续铸挤工序。洁净的熔体为获得内部组织结构均匀、表面质量好的产品打下了良好的基础。熔体流出到连续挤压机的旋转挤压轮时，其流量通过流量炉的控制阀控制，确保熔体以稳定的流量进入挤压轮，防止出现断料。在挤压轮旋转的过程中，金属液完成凝固和成型。所设置的加强冷却系统在挤压轮内部通过循环冷却水冷却，在挤压轮外部喷吹冷空气进行进一步冷却，可加速挤压轮的冷却，确保熔体凝固和成型的稳定，大大提高生产效率并避免出现断芯现象。挤出的金属进入成型模具，完成助焊剂的注入及型材尺寸的确定。
本发明系统设置及其成型工艺科学合理，完全符合有芯焊锡产品的技术特点和产品要求。生产工艺连续高效，熔体净化与成型连续进行，可有效减少金属的氧化。所生产的产品内部夹渣少，组织细小均匀。产品表面致密、光洁度高，质量稳定。产品的进一步加工成型性能好。
附图说明
图1为本发明系统示意图；
图2是保温炉的结构示意图；
图3是挤压轮的加强冷却系统设置示意图；
图4是挤压轮的轴向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示的有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，包括顺序设置的旋转通气净化炉1、保温炉2、流量炉3和连续挤压机4。所述旋转通气净化炉中设置有通入氮气或六氯乙烷的可转动及移动的石墨转子6。在金属液从旋转通气净化炉1流入保温炉2的管路15上设置有流量控制阀7，管路15外包覆有保温层。所述保温炉2如图2所示，包括盛装金属液的槽体2a、设置于槽体中间的底部悬空的竖直挡板2b、设置于挡板下面的滤网2c，挡板和滤网将槽体分隔成进料腔2d和出料腔2e，在出料腔的底部开设有出料口2f，在进料腔2d和出料腔2e底部分别设置有加热保温溶体的电炉丝2g。所述连续挤压机4如图1、图3所示，包括外表面开设有挤压槽8a的旋转挤压轮8、包覆于挤压轮一侧的内表面为半圆弧形且中部开设有挤出口的挤压模9、设置于挤出口外的成型模10、设置于成形模上方并可向成型模内注入助焊剂的助焊剂容器11。在挤压轮8上设置有加强冷却系统，所述加强冷却系统如图3、图4所示，包括设置于挤压轮内部的冷却水循环通道12、设置于挤压轮外表面挤压槽旁的对向挤压槽并持续通入冷空气的通气管13。冷却水循环通道12在挤压轮内部的设置方式是在挤压轮的旋转轴内部开设进水通路12a和出水通路12b，在挤压轮内部开设与进水通路和出水通路相通的内槽12c，供冷却水的循环。所述通气管13分别设置在挤压轮的顶面、底面和外侧面三个位置，顶面的通气管沿挤压轮切向将冷空气通入挤压槽，底面和外侧面的通气管正对挤压槽通入冷空气。在连续挤压机的成型模10出口外设置有棒材冷却装置14。
采用本发明所述有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统的成型工艺如下：金属锡在旋转通气净化炉1中被熔化后，通过石墨转子6通入氮气或六氯乙烷，利用氮气或六氯乙烷气泡上升的过程带出熔渣；金属液通过管路15流入保温炉2，并由流量控制阀7控制流量；在保温炉中，挡板2b和滤网2c将熔渣2h和杂质挡在进料腔2d内并浮于熔体表面，进行除渣和过滤，净化熔体，同时电炉丝2g对熔体加热保温。经过滤干净的熔体通过滤网进入出料腔中，经出料口2f流入后续的流量炉3，再从流量炉平稳地流入连续挤压机4；高温金属液16流到旋转的挤压轮的挤压槽8a中，在挤压轮旋转的过程中，完成金属液的凝固和成型；在金属液凝固和成型的同时，将冷空气通过通气管13吹向挤压轮的挤压槽，带走挤压轮的热量，冷却水循环通道12内循环通入冷却水，给挤压轮降温；之后通过挤压模9的挤出口进入成型模10，同时将助焊剂容器11中的助焊剂的注入成型模，通过成型模对凝固的金属分流挤压以及将助焊剂加入合流挤压，完成助焊剂的注入并铸挤得到确定尺寸的棒材。
采用本发明系统进行的试生产，纯锡物料试验情况如下：旋转通气净化炉炉温250-300℃、保温炉炉温230-250℃、流量炉炉温220-240℃，旋转通气净化炉到保温炉的金属液体流量控制采用球阀管道控制，球阀管道采用加热保温处理，温度控制在240-300℃。流量炉选择φ3.6-3.8㎜的孔径流管道。挤压轮连续铸挤电机频率12-15Hz，电流为85-100A，主机能耗功率为50-60KW加强冷却系统的冷却进水温度控制在8-15℃，挤压轮外部喷吹10-15℃的冷空气，挤出产品产量为150-180千克/小时，每班只需配置2人。经检验，产品内部组织均匀，无断芯，外部光洁。
试验证明本发明系统及工艺可以缩短有芯焊锡棒材加工成型的流程，生产效率高。同时可以节约能能源，而且所得到的型材的内部夹渣含量少，组织均匀，进一步加工成型性能优越。
Claims (5)
1.一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，其特征在于，包括顺序设置的旋转通气净化炉(1)、保温炉(2)、流量炉(3)和连续挤压机(4)；所述旋转通气净化炉中设置有通入氮气或六氯乙烷的可转动及移动的石墨转子(6)；在金属液从旋转通气净化炉(1)流入保温炉(2)的管路(15)上设置有流量控制阀(7)；所述保温炉(2)包括盛装金属液的槽体(2a)、设置于槽体中间的底部悬空的竖直挡板(2b)、设置于挡板下面的滤网(2c)，挡板和滤网将槽体分隔成进料腔(2d)和出料腔(2e)，在出料腔的底部开设有出料口(2f)；所述连续挤压机(4)包括外表面开设有挤压槽(8a)的旋转挤压轮(8)、包覆于挤压轮一侧的内表面为半圆弧形且中部开设有挤出口的挤压模(9)、设置于挤出口外的成型模(10)、设置于成形模上方并可向成型模内注入助焊剂的助焊剂容器(11)，在挤压轮(8)上设置有加强冷却系统，所述加强冷却系统包括设置于挤压轮内部的冷却水循环通道(12)、设置于挤压轮外表面挤压槽旁的对向挤压槽并持续通入冷空气的通气管(13)；所述通气管(13)分别设置在挤压轮的顶面、底面和外侧面三个位置，顶面的通气管沿挤压轮切向将冷空气通入挤压槽，底面和外侧面的通气管正对挤压槽通入冷空气。
2.根据权利要求1所述的一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，其特征在于，在保温炉槽体的进料腔(2d)和出料腔(2e)内分别设置有加热保温溶体的电炉丝(2f)。
3.根据权利要求1所述的一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，其特征在于，所述加强冷却系统的冷却水循环通道(12)在挤压轮内部的设置方式是在挤压轮的旋转轴内部开设进水通路(12a)和出水通路(12b)，在挤压轮内部开设与进水通路和出水通路相通的内槽(12c)，供冷却水的循环。
4.根据权利要求1所述的一种有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统，其特征在于，在连续挤压机的成型模(10)出口外设置有棒材冷却装置(14)。
5.采用如权利要求1-4中任一项所述有芯焊锡棒材连续铸挤加工系统的成型工艺，其特征在于，工艺过程如下：金属锡在旋转通气净化炉(1)中被熔化后，通过石墨转子(6)通入氮气或六氯乙烷，利用氮气或六氯乙烷气泡上升的过程带出熔渣；锡熔液通过管路(15)流入保温炉(2)，并由流量控制阀(7)控制流量；在保温炉中，挡板(2b)和滤网(2c)将熔渣(2h)和杂质挡在进料腔(2d)内并浮于熔体表面，进行除渣和过滤，净化熔体，经过滤干净的熔体通过滤网进入出料腔中，经出料口(2f)流入后续的流量炉(3)，再从流量炉平稳地流入连续挤压机(4)；高温金属液(16)流到旋转的挤压轮的挤压槽(8a)中，在挤压轮旋转的过程中，完成金属液的凝固和成型；在金属液凝固和成型的同时，将冷空气通过通气管(13)吹向挤压轮的挤压槽，带走挤压轮的热量，冷却水循环通道(12)内循环通入冷却水，给挤压轮降温；之后通过挤压模(9)的挤出口进入成型模(10)，同时将助焊剂容器(11)中的助焊剂的注入成型模，通过成型模的分流与合流，完成助焊剂的注入并铸挤得到确定尺寸的棒材。
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