專利名稱：自釬劑鋁焊環的壓制方法以及專用的冷壓模具和燒結模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及自釬劑鋁釬料，尤其是涉及一種自釬劑鋁焊環的壓制方法，本發明還涉及該壓制方法中專用的冷壓模具和燒結模具。
背景技術：
近年來，隨著在航空、航天、通信、交通、生活用品等方面以鋁代銅、以鋁代鋼技術的發展，人們對鋁合金連接技術的要求也要來越高。而鋁合金傳統釬焊工藝(焊料和焊劑分別供到結合部位)存在著釬焊作業麻煩、焊劑使用量難以均勻化等問題，且過量使用焊劑還會導致釬焊產品和釬焊作業污染環境，特別是在一些需要異形釬料(如環狀釬料)且焊后難于清理的場合這些問題顯得尤為突出。自釬劑鋁釬料的優點在于焊后無須清洗，避免了焊后殘渣對鋁管的腐蝕。由于使 用方便，價格相對低廉，自釬劑鋁釬料的快速發展在一定程度上有效的緩解了上述難題。但現有技術采用的無任何保護的熱壓工藝會使得自釬劑釬料中的釬劑發生反應，大大降低了活性，而且異形釬料(如環狀釬料)的加工還需要拉絲、切割、制環等多道工序，使得釬料生產設備投資大、生產效率低、生產成本高、生產周期長。
發明內容
本發明的目的在于提供一種生產效率高、生產成本低且釬劑活性高的自釬劑鋁焊環的壓制方法，本發明還提供了一種該壓制方法中專用的冷壓模具和燒結模具。為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案
本發明所述的自釬劑鋁焊環的壓制方法，包括冷壓工序和燒結工序，所述冷壓工序為按照鋁焊環的規格選擇符合尺寸要求的冷壓模具，將按比例混合均勻的釬料+釬劑混合物通過裝粉靴裝入冷壓模具型腔中，室溫下壓制成坯料備用；所述燒結工序為將冷壓成型的坯料裝入燒結模具中，在一定壓力和氮氣或真空環境中410 520°C燒結20 90s即可得到鋁焊環成品。本發明壓制方法中專用的冷壓模具，它包括凹模，所述凹模通過墊塊固定在下方的定模座板上，設置在所述凹模腔中的縱截面呈T形的型芯與所述凹模內壁之間形成環形型腔；均衡固定在所述凹模上的導柱之間水平設置有動模固定板，沿所述導柱上下滑動的動模固定板的下方設置有與所述型芯相匹配的凸模；所述凸模、型芯和凹模的軸心相重合；
為提高工作效率，所述環形型腔的底部設置有推環，放置在所述定模座板上的活動頂板上垂直對稱設置有頂桿，所述頂桿延伸至所述推環的底部。為保證型芯與凹模的軸心相重合，在所述型芯與凹模的結合面之間設置有定位銷軸。本發明壓制方法中專用的燒結模具，它包括內徑與鋁焊環相適應的SiC陶瓷管，在所述SiC陶瓷管內自下而上依次滑動疊放有倒T形鑄鐵塊，在所述T形鑄鐵塊的最上部滑動設置有圓盤形壓塊。本發明的優點在于解決了自釬釬料活性差、使用效率低的問題，省略了切割、拉絲、制環等工序，降低了生產成本，提高了生產效率，冷壓、燒結工序中的兩次加壓使得成品鋁焊環的致密度大大增加。冷壓工序和燒結工序中的模具結構簡單，一次可燒結多個鋁焊環，提高了生產效率和靈活性，無論是工業化生產所需的統一規格鋁焊環還是實驗研究用的多規格鋁焊環，加工均很方便、快速。
圖I是本發明冷壓模具的結構示意圖。圖2是本發明燒結模具的結構示意圖。
具體實施例方式本發明所述的自釬劑鋁焊環的壓制方法，它包括冷壓工序和燒結工序，冷壓工序為按照鋁焊環的規格選擇符合尺寸要求的冷壓模具，將按比例混合均勻的的釬料和釬劑混合物(一般為80 95%釬料+5 20%的釬劑)通過裝粉靴裝入冷壓模具型腔中，室溫下100 280kN壓制成密實的環形坯料備用；燒結工序為將預先冷壓成型的坯料裝入燒結模具中，在50 190kN壓力和氮氣或真空環境中，410 520°C燒結20 90秒即可得到鋁焊環成品。如圖I所示，本發明壓制方法中專用的冷壓模具，包括凹模1，凹模I通過墊塊2固定在下方的定模座板3上，設置在凹模腔中的縱截面呈T形的型芯4與凹模I內壁之間形成環形型腔5，為保證型芯4與凹模I的軸心相重合，在型芯4與凹模I的結合面之間設置有定位銷軸12 ;均衡固定在凹模I上的導柱6之間水平設置有動模固定板7，沿導柱6上下滑動的動模固定板7的下方設置有與型芯4相匹配的凸模8 ;凸模8、型芯4和凹模I的軸心相重合；為方便壓制成型的環形坯料從型腔中取出，在環形型腔5的底部設置有推環9，放置在定模座板3上的活動頂板10上垂直對稱設置有頂桿11，頂桿11延伸至推環9的底部。工作時，通過裝粉靴將釬料和釬劑的混合粉料裝入環形型腔5中，壓力機帶動固定在動模固定板7上的凸模8往復運動完成一次壓制過程，如所需鋁焊環的厚度較大時可重復上述壓制過程，直至得到所需厚度的鋁焊環為止，然后通過壓機頂出油缸帶動活動頂板10和頂桿11向上，推動推環9將壓制好的鋁焊環坯料從環形型腔5中頂出。如圖2所示，本發明壓制方法中專用的的燒結模具，包括內徑與鋁焊環相適應的SiC陶瓷管13，在SiC陶瓷管13內自下而上依次滑動疊放有倒T形鑄鐵塊14，在T形鑄鐵塊14的最上部滑動設置有圓盤形壓塊15。燒結時，將經冷壓工序得到的環形坯料16套放在T形鑄鐵塊14的臺階上,環形還料16的厚度要高于T形鑄鐵塊14的凸臺1_左右,最上面放上圓盤形壓塊15，并給予50 190kN的壓力，置于氮氣或真空環境中，快速加熱燒結20-90S，然后將燒結好的鋁焊環推出SiC陶瓷管13，即可得到所需的活性高的自釬劑鋁焊環。下面舉幾個實例說明本發明的實施步驟
I、壓制Φ 13X Φ 18X 5mm A188Si鋁焊環(釬劑比例10%)
A188Si和Nocolok釬劑按9:1的比例在球磨機中混合均勻后，通過冷壓模具壓制成5. 8mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料；將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在480°C溫度下真空燒結50s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺高度應為5mm。2、壓制 Φ 13 X Φ 18 X 5mm A188Si 鋁焊環(釬劑比例 13%)
A188Si和Nocolok釬劑按87:13的比例在球磨機中混合均勻后，通過冷壓模具壓制成
5.8mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料；將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在480°C溫度下真空燒結45s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺的高度應為5_。3、壓制 Φ 13 X Φ 18 X 5mm A172Si8Cu 鋁焊環(釬劑比例 10%) A172Si8Cu和Nocolok釬劑按9:1的比例在球磨機中混合均勻后，通過冷壓模具壓制成5. 8mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料；將多個環形坯料依次放入燒結模具中，460°C溫度下真空燒結40s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺的高度應為5mm。4、壓制 Φ 13 X Φ 18 X 5mm A168Si5Cu 鋁焊環(釬劑比例 10%)
A168Si5Cu和Nocolok釬劑按9:1的比例在球磨機中混合均勻后,通過冷壓模具壓制成5. 8mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料，將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在450°C溫度下真空燒結30s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺的高度應為5_。5、壓制 Φ 10 X Φ 13 X 3mm A188Si 鋁焊環(釬劑比例 15%)
A188Si和Nocolok釬劑按85:15的比例在球磨機中混合均勻后,通過冷壓模具壓制成
3.5mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料，將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在480°C溫度下真空燒結20s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺的高度應為3mm。6、壓制 Φ 10 X Φ 13 X 3mm A166Cu28Si 鋁焊環(釬劑比例 12%)
A166Cu28Si和Nocolok釬劑按88:12的比例在球磨機中混合均勻后，通過冷壓模具壓制成3. 5mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料，將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在410°C溫度下真空燒結20s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺的高度應為3_。7、壓制 Φ13ΧΦ18Χ8ι πι A188Si 鋁焊環(釬劑比例 8%)
A188Si和Nocolok釬劑按92:8的比例在球磨機中混合均勻后，通過冷壓模具壓制成
8.8mm厚的環形坯料。重復上述操作直到得到所需數量的環形坯料；將多個環形坯料依次放入燒結模具中，在520°C溫度下真空燒結90s，得到所需鋁焊環。此時燒結模具的T形鑄鐵塊14的凸臺高度應為8mm。
權利要求
1.一種自釬劑鋁焊環的壓制方法，其特征在于它包括冷壓工序和燒結工序，所述冷壓工序為按照鋁焊環的規格選擇符合尺寸要求的冷壓模具，將按比例混合均勻的釬料+釬劑混合物通過裝粉靴裝入冷壓模具型腔中，室溫下壓制成坯料備用；所述燒結工序為將冷壓成型的坯料裝入燒結模具中，在一定壓力和氮氣或真空環境中410 520°C燒結20 90秒即可得到鋁焊環成品。
2.一種如權利要求I所述壓制方法中專用的冷壓模具，其特征在于它包括凹模(1)，所述凹模(I)通過墊塊(2)固定在下方的定模座板(3)上，設置在所述凹模腔中的縱截面呈T形的型芯(4)與所述凹模(I)內壁之間形成環形型腔(5);均衡固定在所述凹模(I)上的導柱(6)之間水平設置有動模固定板(7)，沿所述導柱(6)上下滑動的動模固定板(7)的下方設置有與所述型芯(4)相匹配的凸模(8);所述凸模(8)、型芯(4)和凹模(I)的軸心相重口 ο
3.根據權利要求2所述的冷壓模具，其特征在于所述環形型腔(5)的底部設置有推環(9)，放置在所述定模座板(3)上的活動頂板(10)上垂直對稱設置有頂桿(11)，所述頂桿(11)延伸至所述推環(9)的底部。
4.根據權利要求2或3所述的冷壓模具，其特征在于在所述型芯(4)與凹模(I)的結合面之間設置有定位銷軸(12)。
5.一種如權利要求I所述壓制方法中專用的燒結模具，其特征在于它包括內徑與鋁焊環相適應的SiC陶瓷管(13)，在所述SiC陶瓷管(13)內自下而上依次滑動疊放有倒T形鑄鐵塊(14)，在所述T形鑄鐵塊(14)的最上部滑動設置有圓盤形壓塊(15)。
全文摘要
本發明公開了一種自釬劑鋁焊環的壓制方法，包括冷壓工序和燒結工序，冷壓工序為按照鋁焊環的規格選擇符合尺寸要求的冷壓模具，將按比例混合均勻的釬料+釬劑混合物通過裝粉靴裝入冷壓模具型腔中，室溫下壓制成坯料備用；燒結工序為將冷壓成型的坯料裝入燒結模具中，在一定壓力和氮氣或真空環境中快速燒結即可得到鋁焊環成品。本發明還公開了壓制方法中專用的冷壓模具和燒結模具。本發明的優點在于解決了自釬釬料活性差、使用效率低的問題，省略了切割、拉絲、制環等工序，降低了生產成本，提高了生產效率；所用模具結構簡單，一次可燒結多個鋁焊環，提高了生產效率和靈活性，加工方便、快速。
文檔編號B22F3/03GK102941342SQ201210511289
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者龍偉民, 李秀朋, 樊江磊, 馬佳, 鮑麗, 丁天然, 黃俊蘭, 李濤, 鐘素娟, 朱坤, 潘建軍 申請人:鄭州機械研究所