摘要:随着以铝代铜的广泛应用,铝钎料和铝焊丝的用量快速增加,传统的铸锭——挤压——拉拔工艺已经不能满足铝焊丝的生产需要,目前,水平连铸配合拉拔刮皮工艺和半连续铸锭、等温挤压配合连续拉拔工艺是两种主导的生产技术。本文较详尽的概述了常见的铝焊丝生产工艺技术,对比分析了几种工艺的优缺点,探讨了工艺改进途径,指出了铝焊丝的制造发展方向。研究结果表明:水平连铸配合拉拔刮皮工艺生产效率高,但是质量控制难度大;半连续铸锭、等温挤压配合连续拉拔工艺质量稳定,设备投资大。应用结果显示:在实际生产中,铝钎料采用挤压工艺的居多,铝焊丝采用水平连铸的厂家呈增加趋势。
关键词:铝钎料;铝焊丝;水平连铸;半连续铸锭;等温挤压;连续拉拔
0 前言
铝及其合金在工业生产和社会生活中的应用日益广泛,由于比重小、导电(热)性好、铸造性和机械加工性优良,铝在现代工业材料中的重要作用不可替代。在航空、航天、通信、汽车、电子、家电、生活用品等方面,为了减轻重量、提高功效、增强美观,以铝代铜、以铝代钢取得了可喜的成就。这些成就的取得很大程度上依赖于焊接技术的发展,尤其是钎焊和氩弧焊,探讨铝的氩弧焊、钎焊以及钎焊、氩弧焊用铝焊丝的制造技术有着长远的意义。
1 铝焊料的制造工艺目前工业生产中常用的铝焊料制造工艺主要有两种:其一是铸锭——挤压——拉拔工艺,主要用于钎焊材料和部分氩弧焊丝生产;其二是熔铸——连铸——拉拔,主要用于氩弧焊丝生产。
2 铝焊料的铸锭——挤压——拉拔工艺在铝焊料的铸锭——挤压——拉拔工艺中。核心技术是挤压,挤压温度、挤压速度、挤压变形指数是关键参数;铸锭预热、模具预热、模具设计也是重要环节。在铸锭的获取方式上,金属模铸锭和半连续铸锭是主流。
2.1 挤压技术的特点
挤压技术的许多优越性中,以下两方面对铝焊料的生产是最有利的。
在挤压过程中,被挤金属在变形区中能获得比轧制、锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态,这就可以充分发挥被加工金属本身的塑性。因此,用挤压法可加工那些用轧制法和锻造法加工有困难、甚至无法加工的低塑性、难变形金属。例如铝硅共晶和铝硅铜钎料经热挤压后可以进行拉拔。
挤压加工的灵活性很大,只需要更换模具等挤压工具,即可在一台设备上生产形状和品种不同的制品,更换挤压工具的操作简便易行。这一特点对批量小、品种规格多的的钎焊材料尤其适宜。
挤压技术还存在许多有待改进的问题。例如:几何废料损失较大、挤压速度远低于水平连铸速度、生产效率低、市场响应慢、工模具消耗量大等。
2.2 挤压技术的现状及前景
挤压技术兴起于上世纪初。20世纪20年代第一台200吨挤压机问世,1941年德国的施洛曼(Sehloeman)公司制造了12000吨挤压机。目前,应用中的最大挤压机是美国雷诺公司的27000吨挤压机。
挤压技术问世以来,挤压工艺的完善和发展从未间断过。冷挤压、润滑挤压、等温挤压、水冷模挤压、连续挤压、快速挤压、包套挤压、静液挤压、脱皮积压、复和挤压、有效摩擦挤压、舌型模挤压、平面组合模挤压、分流组合模挤压、变断面挤压、扁挤压、螺旋挤压、宽展挤压、辊挤、冲挤、淬火挤等挤压技术层出不穷。