一种柔性变形钎料及其自动化制备装置和制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性变形钎料及其制备装置和制备方法，其成分包含Bi、In、Ag和Sn；制备装置包括中频炉、盖体、真空调节系统和控制系统；中频炉的底端设有流嘴，流嘴上设有与控制系统相连接的电磁阀，炉壁底部设有细管；所述盖体上分别设置有定压阀、双轴机械搅拌装置和热电偶，双轴机械搅拌装置包括电动机、减速器和两个搅拌棒，电动机和热电偶均与控制系统相连接，所述真空调节系统包括高压气体装置、压力传感器和真空泵。本发明专利技术的柔性变形钎料熔化温度低、润湿性好、塑性强，延伸性好，可加工性强。本发明专利技术装置可实现柔性变形钎料的高度自动化生产。本发明专利技术的制备方法简单，易操作，且生产效率高，产品质量可靠。产品质量可靠。产品质量可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性变形钎料及其自动化制备装置和制备方法


[0001]本专利技术涉及钎料及其制备方法
，具体涉及一种柔性变形钎料及其自动化制备装置和制备方法。

技术介绍

[0002]钎焊已经广泛应用于两种材料的连接，随着科技的发展越来越多行业向着自动化方向发展，现如今已经有许多自动化加工装置，也有许多半自动化或者全自动化的钎焊机器人，钎料自身的塑性差，可加工性差，增加自动化钎焊和高效钎焊的难度。
[0003]为解决钎料自身塑性差，可加工性能差也提出了许多方案，如粉状、浆状和膏状钎料，但使用起来遇到很多问题，如焊后粉状、浆状和膏状钎料容易堵塞零件的孔结构，钎焊时钎料用量不易控制等；也有提出粘带钎料，但是粘带中合金粉末分布不均匀，导致接头力学性能达不到预期标准，合金粉末也容易混入杂质等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为解决现存的钎料塑性差、可加工性差的问题，提供一种柔性变形钎料及其自动化制备装置和制备方法。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种柔性变形钎料，其成分含量为：Bi的含量为39～45wt％，In的含量为2～4wt％，Ag的含量为0.1～0.3wt％，Sn为余量；所述的Bi的纯度≥99.9％，In的纯度≥99.99％，Ag的纯度≥99.99％，Sn的纯度≥99.999％。
[0006]一种柔性变形钎料的自动化制备装置，包括中频炉、盖体、真空调节系统和控制系统；所述中频炉底部具有锥度，中频炉的底端设有流嘴，流嘴上设有与控制系统相连接的电磁阀，中频炉的炉壁顶部设有进气管和排气管，炉壁底部设有细管；所述盖体设置在中频炉顶端，盖体上分别设置有定压阀、双轴机械搅拌装置和热电偶，双轴机械搅拌装置包括电动机、减速器和两个搅拌棒，电动机和热电偶均与控制系统相连接，且热电偶与中频炉的中频线圈相连以监控中频炉内温度；所述真空调节系统包括高压气体装置、压力传感器和真空泵，高压气体装置通过进气管与中频炉相连通，真空泵通过排气管与中频炉相连通，压力传感器设置在中频炉内侧，真空泵将中频炉抽真空后压力传感器反馈至控制系统，控制系统控制高压气体装置通入高压气体至指定压力，压力传感器再次反馈至控制系统使高压气体装置停止通入高压气体；所述控制系统还可以控制定压阀释放多余的压力。
[0007]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述的中频炉尾部锥度为5：1～10：1。
[0008]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述的搅拌棒的搅拌叶片线速度不超过2m/s，且两个搅拌棒的搅拌叶片旋转方向相反。
[0009]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述的搅拌叶片为石英叶片。
[0010]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述的高压气体为保护气体或还原性气体，保护气体为氮气、氩气或氦气其中的一种，还原性气体为氢气或一氧化碳其中的一种。
[0011]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述高压气体为氮气。
[0012]作为本专利技术一种柔性变形钎料的自动化制备装置的进一步优化，所述的控制系统为计算机或工控机。
[0013]一种柔性变形钎料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤一、按照Bi的含量为39～45wt％，In的含量为2～4wt％，Ag的含量为0.1～0.3wt％，Sn为余量，称量原料，并先将混合均匀的Bi颗粒和Sn颗粒放入中频炉；
[0015]步骤二、先用真空泵将中频炉抽真空，压力传感器反馈至控制系统，控制系统打开高压气体装置通入高压气体使炉内气压大于0.1MPa，压力传感器再次反馈控制系统，控制系统关闭高压气体装置；
[0016]步骤三、将中频炉温度设置为350
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400℃，保温5min，得到SnBi熔体A，随着温度升高，中频炉内压力增大，控制系统控制打开定压阀进行排压至预定压力；
[0017]步骤四、将原料In和Ag混合，得到混合粉，用氮气将混合粉通过中频炉底部的细管吹入SnBi熔体A中，同时开启双轴机械搅拌装置匀速搅拌，且混合粉吹入完成后的30min内始终开启双轴机械搅拌装置，吹入过程和搅拌过程由控制系统控制；
[0018]步骤五、制作完成后，待炉内温度下降至250℃，由控制系统打开电磁阀，将炉内液态钎料由流嘴浇注到模具中，得到柔性变形钎料。
[0019]作为本专利技术一种柔性变形钎料的制备方法的进一步优化，步骤四所述氮气的气体压力为0.2～0.4MPa，In粉和Ag粉的混合粉吹入速度为2～3g/s。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]一、本专利技术的柔性变形钎料熔化温度低、润湿性好、塑性强，延伸性好，可加工性强，解决了传统钎料自身脆性大，不利于加工成为各种所需形状的难题，为今后自动化钎焊或者特殊情况下钎焊提供一种新的解决思路。本专利技术Sn
‑
Bi钎料具有较好的润湿性和抗拉强度，其中Sn
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42Bi合金的延展性最佳，Sn
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Bi合金中加入少量Ag形成细小的ε
‑
Ag3Sn组织，有效提高了合金的延展性，显著改善了Sn
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Bi钎料的塑性。Sn
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Bi
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In合金基体中固溶的In原子降低了Sn基体内Bi原子含量，有效改善Sn基体的塑性。
[0022]二、本专利技术装置可自动调节熔炼温度、炉内气压、填料、出料和搅拌工序，热电偶和压力传感器实时为计算机反馈，实现更加精准的控制，可实现柔性变形钎料的高度自动化生产。
[0023]三、本专利技术的制备方法简单，易操作，且生产效率高，产品质量可靠。
附图说明
图1为本专利技术自动化制备装置的结构示意图的剖视图；图2为本专利技术自动化制备装置的结构示意图的主视图；图3为本专利技术自动化制备装置的控制模式示意图。附图标记：1、电动机，2、减速器，3、压力传感器，4、进气管，5、热电偶，6、细管，7、定
压阀，8、中频炉，9、中频线圈，10、搅拌棒，11、流嘴，12、电磁阀，13、真空泵，14、排气管，15、高压气体装置。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1
[0025]一种柔性变形钎料，其成分含量为：Bi的含量为42wt％，In的含量为2.5wt％，Ag的含量为0.2wt％，Sn的含量为55.3wt％；所述的Bi的纯度≥99.9％，In的纯度≥99.99％，Ag的纯度≥99.99％，Sn的纯度≥99.999％。
[0026]一种柔性变形钎料的自动化制备装置，包括中频炉8、盖体、真空调节系统和控制系统；所述中频炉8底部具有锥度，中频炉8尾部锥度为8：1，中频炉8的底端设有流嘴11，流嘴11上设有与控制系统相连接的电磁阀12，中频炉8的炉壁顶部设有进气管4和排气管14，炉壁底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性变形钎料，其特征在于：其成分含量为：Bi的含量为39～45wt％，In的含量为2～4wt％，Ag的含量为0.1～0.3wt％，Sn为余量；所述的Bi的纯度≥99.9％，In的纯度≥99.99％，Ag的纯度≥99.99％，Sn的纯度≥99.999％。2.一种柔性变形钎料的自动化制备装置，其特征在于：包括中频炉(8)、盖体、真空调节系统和控制系统；所述中频炉(8)底部具有锥度，中频炉(8)的底端设有流嘴(11)，流嘴(11)上设有与控制系统相连接的电磁阀(12)，中频炉(8)的炉壁顶部设有进气管(4)和排气管(14)，炉壁底部设有细管(6)；所述盖体设置在中频炉(8)顶端，盖体上分别设置有定压阀(7)、双轴机械搅拌装置和热电偶(5)，双轴机械搅拌装置包括电动机(1)、减速器(2)和两个搅拌棒(10)，电动机(1)和热电偶(5)均与控制系统相连接，且热电偶(5)与中频炉(8)的中频线圈(9)相连以监控中频炉内温度；所述真空调节系统包括高压气体装置(15)、压力传感器(3)和真空泵(13)，高压气体装置(15)通过进气管(4)与中频炉(8)相连通，真空泵(13)通过排气管(14)与中频炉(8)相连通，压力传感器(3)设置在中频炉(8)内侧，真空泵(13)将中频炉(8)抽真空后压力传感器(3)反馈至控制系统，控制系统控制高压气体装置(15)通入高压气体至指定压力，压力传感器(3)再次反馈至控制系统使高压气体装置(15)停止通入高压气体；所述控制系统还可以控制定压阀(7)释放多余的压力。3.如权利要求2所述的一种柔性变形钎料的自动化制备装置，其特征在于：所述的中频炉(8)尾部锥度为5：1～10：1。4.如权利要求2所述的一种柔性变形钎料的自动化制备装置，其特征在于：所述的搅拌棒(10)的搅拌叶片线速度不超过2m/s，且两个搅拌棒(10)的搅拌叶片旋转方向相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星星，吴港，骆静宜，杨晓红，李帅，何鹏，龙伟民，杜全斌，温国栋，贾连辉，石磊，上官林建，崔大田，彭进，武胜金，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：