一种无铅焊锡丝加工方法

技术领域

本发明涉及无铅焊锡丝加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种无铅焊锡丝加工方法。

背景技术

无铅焊锡丝具有良好的润湿性、导电率、热导率，易上锡，而无铅焊锡丝具有以下特点：良好的润湿性、导电率、热导率，易上锡；焊接不飞溅；助焊剂分布均匀，锡芯里无断助焊剂现象；绕线均匀不打结，上锡速度快、残渣极少。

目前，在焊锡丝传统生产工艺上，普遍采用单孔松香嘴挤压技术，通过配料、熔炼、铸锭、挤压、辊轧、拉丝生产出单芯焊锡丝，此工艺比较成熟，但是在其生产的过程中，其合金溶液容易产生氧化物，进一步的导致合金溶液的质量不高，从而导致后期产品出现锡锭含渣过多的情况发生，进一步的导致焊锡丝的良品率比较低。

因此我们提出了一种无铅焊锡丝加工方法来解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种无铅焊锡丝加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无铅焊锡丝加工方法，包括以下步骤：

S1：选取配料：第一份材料包括：20kg阴极铜、180kg锡锭、1kg氯化锌，第二份材料包括：1000kg锡锭和160kg锡铜中间合金；

S2：合金融合：将步骤S1中的第一份材料投入到中频炉中进行搅拌融化，第一份材料融化冷却之后的产物为锡铜中间合金，然后再把第二份材料投入到融锡炉中进行搅拌融化；

S3：合金浇筑：将步骤S2中融锡炉中的合金溶液导出到水平连铸机中，经充分冷却后合金溶液形成Ф100mm锡圆柱；

S4：挤压成型：将步骤S3中的锡圆柱放置到挤压机中，然后挤压机工作，使锡圆柱变成Ф12mm的锡杆；

S5：辊轧成线：将步骤S4中的锡杆用辊轧机将Ф12mm锡杆辊轧成Ф4.4mm锡杆；

S6：拉丝成品：将步骤S5中的锡铜合金线放置到拉丝机中进行拉丝，且拉丝机的拉丝方式分为粗拉、中拉、细拉、精细拉，最后形成Ф0.5mm的焊锡丝；

S7：绕线包装入库：将步骤S6中的焊锡丝使用绕线机进行缠绕成卷，然后包装入库。

本装置中，向中频炉和融锡炉中填充氦气，从而降低合金溶液出现氧化物质的数量，进一步的保证了合金溶液的质量；通过融锡炉中的上部搅拌轴和下部搅拌轴旋转方向不一致，进一步的能够使合金溶液的混合效果更好，间接的提高了合金溶液的质量，同时通过转速的改变，进一步的能够使合金溶液的质量更好，降低了氧化物质量的出现；采用刮除和喷吹的方式对锡圆柱上的氧化物进行清理，减少了锡圆柱上的氧化物，从而提高了后期锡圆柱加工的良品率，进一步的提高了无铅焊丝的良品率；通过在出线模腔中添加润滑油，进一步的能够使锡圆柱的出料更为顺畅，从而能够避免锡圆柱发生断裂和磨损的情况，进一步的提高了锡圆柱的良品率；通过粗拉、中拉、细拉和精细拉的多道工序，能够形成Ф0.5mm的焊锡丝，进一步的保证了Ф0.5mm焊锡丝的质量。

在一个优选地实施方式中，步骤S2中，向中频炉和融锡炉中填充氦气，且氦气进入到中频炉和融锡炉的流通速度为1000ml/min-2000ml/min，步骤S2中，中频炉中的搅拌温度为550℃-600℃，然后进行电磁搅拌，步骤S2中，融锡炉中的搅拌温度为360℃-380℃，然后采用电机正反搅拌进行融合。

在一个优选地实施方式中，步骤S2中，电磁搅拌的转速为2000转/min，步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为3000转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次。

在一个优选地实施方式中，步骤S3中，水平连铸机的浇筑温度为320℃-340℃度之间，锡圆柱冷却完毕之后，采用刮除和喷吹的方式对锡圆柱上的氧化物进行清理，其中刮板为圆环状，且刮板为合金材质，其中喷吹氧化物的气体为氮气。

在一个优选地实施方式中，步骤S4中，采用直径为φ12mm的出线模腔，其中料筒温度为85℃-95℃条件下，其中挤压过程中助焊剂温度在150±10℃，而且采取氮气加压的方式进行灌注。

在一个优选地实施方式中，步骤S4中，在出线模腔中添加润滑油，且润滑油的的添加速度为20滴/min-40滴/min。

在一个优选地实施方式中，步骤S5中，在辊轧锡杆时，用冷却水和风冷的方式喷淋辊轮和锡杆，其中冷却水的喷头一部分处于辊轮和锡杆的上方，另外一部分处于喷气头的一侧，在喷气头的辅助下，能够使冷却水变成水雾，从而使冷却效果更好。

在一个优选地实施方式中，步骤S5中，轧制变形顺序为：12mm-11mm-10.5mm-9.2mm-8.3mm-7.8mm-6.9mm-6.1mm-5.3mm-5.0mm-4.8mm-4.6mm-4.4mm，经过辊轧机13次辊扎,最终形成4.4mm锡杆。

在一个优选地实施方式中，步骤S6中，粗拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中4.4mm直接拉至中2.135mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.832，13道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

4.40mm-4.2mm-4.124mm-3.769mm-3.650mm-3.539mm-3.435mm-3.336mm-3.227mm-2.943mm-2.532mm-2.321mm-2.135mm；

粗拉设备为中型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-90℃即可；

中拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中2.135mm直接拉至中1.86mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.923，6道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

2.135mm-1.932mm-1.901mm-1.889mm-1.876mm-1.86mm；

中拉设备为小型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在75℃-85℃即可；

细拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中1.86mm直接拉至中0.935mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.965，12道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

1.86mm-1.735mm-1.695mm-1.634mm-1.596mm-1.478mm-1.423mm-1.321mm-1.221mm-1.145mm-0.998mm-0.935mm；

细拉设备为小型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-80℃即可；

精细拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中0.935mm直接拉至中0.5mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.89，8道拉拔，且拉丝模排列顺序为：0.935mm-0.895mm-0.835mm-0.795mm-0.736mm-0.585mm-0.525mm-0.5mm；

细拉设备为微型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-80℃即可。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明中，向中频炉和融锡炉中填充氦气，从而降低合金溶液出现氧化物质的数量，进一步的保证了合金溶液的质量。

2、通过融锡炉中的上部搅拌轴和下部搅拌轴旋转方向不一致，进一步的能够使合金溶液的混合效果更好，间接的提高了合金溶液的质量，同时通过转速的改变，进一步的能够使合金溶液的质量更好，降低了氧化物质量的出现。

3、采用刮除和喷吹的方式对锡圆柱上的氧化物进行清理，减少了锡圆柱上的氧化物，从而提高了后期锡圆柱加工的良品率，进一步的提高了无铅焊丝的良品率。

4、通过在出线模腔中添加润滑油，进一步的能够使锡圆柱的出料更为顺畅，从而能够避免锡圆柱发生断裂和磨损的情况，进一步的提高了锡圆柱的良品率。

5、通过粗拉、中拉、细拉和精细拉的多道工序，能够形成Ф0.5mm的焊锡丝，进一步的保证了Ф0.5mm焊锡丝的质量。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种无铅焊锡丝加工方法，包括以下步骤：

S1：选取配料：第一份材料包括：20kg阴极铜、180kg锡锭、1kg氯化锌，第二份材料包括：1000kg锡锭和160kg锡铜中间合金；

S2：合金融合：将步骤S1中的第一份材料投入到中频炉中进行搅拌融化，第一份材料融化冷却之后的产物为锡铜中间合金，然后再把第二份材料投入到融锡炉中进行搅拌融化；步骤S2中，向中频炉和融锡炉中填充氦气，且氦气进入到中频炉和融锡炉的流通速度为1000ml/min-2000ml/min，步骤S2中，中频炉中的搅拌温度为550℃-600℃，然后进行电磁搅拌，步骤S2中，融锡炉中的搅拌温度为360℃-380℃，然后采用电机正反搅拌进行融合，步骤S2中，电磁搅拌的转速为2000转/min，步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为3000转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次。

S3：合金浇筑：将步骤S2中融锡炉中的合金溶液导出到水平连铸机中，经充分冷却后合金溶液形成Ф100mm锡圆柱；步骤S3中，水平连铸机的浇筑温度为320℃-340℃度之间，锡圆柱冷却完毕之后，采用刮除和喷吹的方式对锡圆柱上的氧化物进行清理，其中刮板为圆环状，且刮板为合金材质，其中喷吹氧化物的气体为氮气。

S4：挤压成型：将步骤S3中的锡圆柱放置到挤压机中，然后挤压机工作，使锡圆柱变成Ф12mm的锡杆；步骤S4中，采用直径为φ12mm的出线模腔，其中料筒温度为85℃-95℃条件下，其中挤压过程中助焊剂温度在150±10℃，而且采取氮气加压的方式进行灌注，步骤S4中，在出线模腔中添加润滑油，且润滑油的的添加速度为20滴/min-40滴/min。

S5：辊轧成线：将步骤S4中的锡杆用辊轧机将Ф12mm锡杆辊轧成Ф4.4mm锡杆；步骤S5中，在辊轧锡杆时，用冷却水和风冷的方式喷淋辊轮和锡杆，其中冷却水的喷头一部分处于辊轮和锡杆的上方，另外一部分处于喷气头的一侧，在喷气头的辅助下，能够使冷却水变成水雾，从而使冷却效果更好，步骤S5中，轧制变形顺序为：12mm-11mm-10.5mm-9.2mm-8.3mm-7.8mm-6.9mm-6.1mm-5.3mm-5.0mm-4.8mm-4.6mm-4.4mm，经过辊轧机13次辊扎,最终形成4.4mm锡杆。

S6：拉丝成品：将步骤S5中的锡铜合金线放置到拉丝机中进行拉丝，且拉丝机的拉丝方式分为粗拉、中拉、细拉、精细拉，最后形成Ф0.5mm的焊锡丝；步骤S6中，粗拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中4.4mm直接拉至中2.135mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.832，13道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

4.40mm-4.2mm-4.124mm-3.769mm-3.650mm-3.539mm-3.435mm-3.336mm-3.227mm-2.943mm-2.532mm-2.321mm-2.135mm；

粗拉设备为中型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-90℃即可；

中拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中2.135mm直接拉至中1.86mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.923，6道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

2.135mm-1.932mm-1.901mm-1.889mm-1.876mm-1.86mm；

中拉设备为小型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在75℃-85℃即可；

细拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中1.86mm直接拉至中0.935mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.965，12道拉拔，且拉丝模排列顺序为：

1.86mm-1.735mm-1.695mm-1.634mm-1.596mm-1.478mm-1.423mm-1.321mm-1.221mm-1.145mm-0.998mm-0.935mm；

细拉设备为小型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-80℃即可；

精细拉通过塔伦拉丝，可将锡杆从中0.935mm直接拉至中0.5mm的锡铜合金，根据SnCu0.7合金杆的延展性和线径，设计拉伸系数为0.89，8道拉拔，且拉丝模排列顺序为：0.935mm-0.895mm-0.835mm-0.795mm-0.736mm-0.585mm-0.525mm-0.5mm；

细拉设备为微型水箱拉丝机，采用高晶模的拉丝模具，丙二醇作为拉丝液，控制拉丝液温度保持在70℃-80℃即可。

S7：绕线包装入库：将步骤S6中的焊锡丝使用绕线机进行缠绕成卷，然后包装入库。

根据上述实施方法最终得到Ф0.5mm的焊锡丝

实施例一：

步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为1500转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次；

实施例二：

步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为1800转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次；

实施例三：

步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为2600转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次；

实施例四：

步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为3000转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次；

实施例五：

步骤S2中，融锡炉电机搅拌中，电机上的搅拌轴分为上部搅拌轴和下部搅拌轴，其中上部搅拌轴的转动方向与电机驱动轴的转动方向一致，上部搅拌轴和下部搅拌轴之间设有传动单元，传动单元能够使上部搅拌轴和下部搅拌轴转动方向相反，且电机正反搅拌的转速为3400转/min，且融锡炉电机搅拌中，电机每搅拌15-25分钟，应调整为反方向进行搅拌；在搅拌30分钟左右后，停止搅拌，保持熔炉内的温度，对熔炉内合金进行静置，静置15分钟后开始重新搅拌，每次10分钟左右，正反方向各一次；

综上所述，所得到的结果如表一所示：

其中其他的搅拌因素不进行改变，而对电机的转速进行改变，从而了解电机转速对合金溶液的影响，同时合金溶液成分不均匀的时候，很容易导致后续产品浇铸时会导致铸锭夹杂孔洞多，表面粗糙等现象。

由上述内容我们可以得到的是，电机转速的速度越快其合金溶液混合的越充分，但是当电机的转速突破某一个限制的时候，合金溶液开始出现损坏的情况，进一步的导致后续产品不合格的情况发生，因此当转速为3000转/min的时候，能够使合金溶液混合的更为均匀，从而能够使产品的质量达到合格。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。