[发明专利]一种锌锡合金杆的连续制造装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容器、耐腐零件等喷金用锌锡合金材料的制造领域，特别涉及一种锌锡合金杆的连续制造装置和方法。

背景技术

锌锡合金材料(其中锌质量分数为20％～80％)是近几年研发成功并推广使用的新型无铅电子材料，主要用于金属化薄膜电容器端面无铅化喷金。随着全球电子信息材料无铅化的快速发展，该种无铅电子材料的市场迅速扩大。多年来，锡与锌的价格相差约十倍，而锌锡合金的塑性随锌含量的增大而显著降低，为了降低生产和使用成本，锌锡合金材料往往试图不断降低锡的含量。由于受到制造技术的限制，我国与国外同类产品相比存在较大的差距，主要原因在于在相同成分的前提下，国外制造的线坯韧性好，卷重大，加工性能突出，在后续加工过程中极少发生断线。而国内生产的线坯质量不稳定，在后续拉丝过程当中因为塑性不足，容易发生掉渣、断线等事故，导致生产过程难以顺利进行。目前为了保证产品的拉丝性能，只得大幅提高合金的锡含量，提高了生产成本。

目前我国主要通过两种方法生产，一种是通过挤压法生产，由于挤压是三向压应力的塑性加工方法，因此使用该法制取线坯致密度高，其拉丝性能突出。但是由于挤压方法也存在诸多难以克服的缺陷，如线坯中带有气泡、因夹油形成的开裂纹以及两挤压坯锭端面焊合不良引起的裹芯等，特别是在两个挤压锭间存在焊合性差的界面，该界面较为脆弱，在拉丝时很容易拉断。另一种方法是连续铸造法制取线坯，连铸坯虽然可生产无限长的坯料，但由于坯料是铸造状态，因此其组织中晶粒粗大，致密度也不高，导致其塑性较差，为保证塑性，只得提高锡的含量。因此，获取高致密度、晶粒细化、质量稳定的连续长度坯料是生产这种锌锡合金丝的关键。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锌锡合金杆的连续制造装置和方法。本发明锌锡合金杆的连续制造装置中，螺杆可在不进行移动的情况下源源不断的为熔体提供推力，并在螺杆的末端推力达到稳定的最大值，螺杆转速越大，提供的压力也越大，从而实现压力铸造。同时，旋转的螺杆还给熔体提供旋转力，从而在结晶时不断打断先形核生长的晶体，实现晶粒细化。压力铸造可显著提高锭坯的致密度，改善锭坯的韧性，晶粒细化也可显著提高锭坯的塑性，因此利用该装置制造的锌锡合金杆坯的质量很高。随着牵引的不断进行，原料不断加入，该装置可实现高品质锌锡合金杆坯的连续制备。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种锌锡合金杆的连续制造装置，包括：熔化炉，熔化炉设置有测温装置，熔化炉中贯通有中空炉胆，炉胆外周绕制有加热线圈，炉胆中自外部插有调速推进螺杆，调速推进螺杆头端连接有调速电机，所述调速推进螺杆上凸出排布朝向调速推进螺杆末端的螺旋，熔化炉上开有延伸至炉胆内的进料口，炉胆位于熔化炉上的出料端封盖有中间开孔的密封垫，熔化炉出料端对应密封垫开孔设置有结晶器，结晶器两端分别开有冷却水的进水口和出水口，牵引机设置于结晶器后对应端牵引结晶后的杆坯。

进一步的，所述炉胆为圆柱形，炉胆在熔化炉中为立式、卧式的或者斜式。

进一步的，所述结晶器的冷却水出水口位置高于进水口。

进一步的，所述炉胆外周绕制有加热线圈为电阻丝或感应线圈。

进一步的，炉胆侧壁及调速推进螺杆均由合金钢或其他耐热金属制成。

进一步的，炉胆侧壁及调速推进螺杆由耐热合金钢3Cr2W8V或合金钢Cr12两者中任一种制成。

基于上述装置的一种锌锡合金杆的连续制造方法，包括如下步骤:

步骤一、启动装置，首先将炉胆温度加热至250－600℃后启动调速电机从而使调速推进螺杆缓慢旋转，并同时打开结晶器的冷却水；

步骤二、将事先配置好的成分合格的锌锡合金原料从进料口缓慢加入到炉胆中；

步骤三、当原料加入到一定量时，将调速推进螺杆调至一定转速，调节好结晶器的冷却水量准备铸造；

步骤四、启动牵引机，以一定铸造速度将锌锡合金杆牵出；

步骤五、随着铸杆的连续牵出，原料不断加入，实现铸杆的连续生产。

进一步的，所述步骤二中锌锡合金原料为熔融液体或者固体颗粒。

进一步的，所述步骤三中调速推进螺杆的旋转方向为反螺旋角方向，转速为10－500r/min。

进一步的，所述步骤四中的牵引机的牵引方式为拉-停-拉式或者拉-停-反推-拉式，牵引速度为10－200mm/min。