Введение к работе
Актуальность работы. Интенсивное развитие радиоэлектронной и радиотехнической промышленности, усложнение аппаратуры и микроминиатюризация компонентов и функциональных сборочных единиц повышают требования к надежности паянных соединений, устойчивости и производительности технологического процесса пайки, предпологает его высо-кус механизации и автомацизащш. Решение этой задачи в значительной мере связано с увеличением производства оловянно-свинцового припоя в виде тонкой проволоки и трубки с одним или пятью каналами, заполненными флюсом, с жесткими допусками по размерам и качеству заполнения. Несмотря на постоянный рост потребления припоев производство их в должной мере не налажено из-за сложности обработки, отсутствия специального оборудования и технологий. Относительно низкая прочность (о = 30f50 МПа) и большой коэффициент трения (у= 0.12т0.15) в сочетании с неоднородностью прочносных свойств компонентов вызывают неравномерность деформации и налипание металла на инструмент при обработке, что приводит к массовому браку и снижению производительности. Поэтому при получении тонкой трубки и проволоки необходимо использовать такой технологический процесс, который позволял бы максимально снизить усилие волочения, увеличить степень деформации и скорость протягивания.
Одним из перспективных путей интенсификации процесса волочения припоя является использование энергии ультразвуковых колебаний (УЗК) и волочение в режиме гидродинамического я гидростатического трения. Особенно перспективным представляется использование этих методов интенсификации для осуаествления процесса волочения металлов с невысокими прочносными свойствами, у которых величина предела прочности соизмерима с"напряжением, возникающим в проволоке при обработке. Однако при этом следует учитывать и экономическую целесообразность использования конкретных технологических методов и оборудования.
В настоящее время широко используется метод многократного волочения со скольжением. Основное преимущество данного метода - сравнительная простота его осуществления и высокая производительность.
Вместе с тем возможности технологии многократного волочения оло-вянно-свинцовых припоев все еще не достаточно изучены, так как, прежде всего, не выявлены оптимальные сочетания параметров самого процесса. В связи с этим разработка- высокоэффективных способов получения тонкой проволоки и внедрение их в. производство является актуальной задачей.
Работа выполнялась » соответствии о тематически планом научно-исследовательских работ лаборатории физики металлов Витебского отделения Института физики твердого тела и полупроводников АНБ совместно с заводом по производству и обработке цветных металлов ' 'Рязцветкет" по теме "Исследование и разработка технологического процесса волочения оловянно-свинцовых припоев" в 1986-1988 г. г. (гос. регистр. N 01.87.0018597) и теме "Разработка техкологии и оснастки процесса среднего и толстого волочения оловянно-свинцовых припоев" в 1989-1992 г. г. < гос. регистр. N01.890006361).
Цель работы и задачи исследования. Целью данной работы является разработка высокоэффективных способов получения тонкой оловянно-свинцсвои проволоки и внедрение их в производство.
Для достижения поставленной цели необходимо решить было ка основе теоретических и экспериментальных исследований основных закономерностей и особенностей процесса производства оловянно-свинцовых припоев, следующие задачи: проанализировать суаествутаие и разработат новые способы и схемы производства тонкой оловянно-сбинцовой проволоки и трубки с наполнителем; провести исследования по выбору оптимальных единичных деформаций и скоростей, обеспечиваидас безобрывное волочение; выбор смазки, геометрии и материала волочильного инструмента; разработать методику оптимизации и рационального выбора технологического маршрута волочения; разработать процессы и устройства для получения заданных конкретных типоразмеров проволоки из олсвякно-свиицовк. припоев и внедрить разработанную технологию в производство.
Научная новизна. Теоретически обоснованы и экспериментально установлены особенности деформаций одно- и пятиканаяьной трубки с наполнителем и проволока вэ сплава ояово-сьвкец для процесса волоченная на станах со скользшнием. Получены выражения для определения единичных обгатми в зависимости от диаметра проволоки и коэффициента запаса прочности. В результате проведенных исследований разработана технология процесса волочешм оловянно-свинцовых припоев. Пре-длсхено для улучшения качества исходной оловянно-свшшовой заготовки перед'волочением предьарательво обрабатывать ее в роликовой волоке. Разработан способ непрерывного неразрушаиаего контроля содержания канифоля в заготовке кэ под пресса. На основании исследования временных и схоростянх характеристик процесса волочения оловянно-свинцовых припоев от степеня лефррмаиий ври протягивании через твердосплавные волоке, запрессовавки * пучности смешений цилиндрического волновода, в волноводы сдгщзальвря кеветрухшш разработана
методика определения оптимального маршрута волочения с УЗК. Экспериментально определены энергосиловые и кинематические параметры процесса и влияние последних на качество получаемой продукции, стабильность и производительность самого технологического процесса.
Практическая ценность работы состоит в разработке устройств и технологического процесса толстого, среднего и тонкого волочения оло-вянно-свшщовых припоев на станах со скольжением, позволяющего значительно (в 1.5^2 раза) увеличить производительность по сравнении с ранее существующей технологией и выход годной продукции; в разработке способа улучшения качества исходной оловянно-свинаовой заготовки перед волочением и способа непрерывного неразрушаиаего контроля ее в процессе изготовления; в разработке практических рекомендаций по использование предложенной технологии волочения трубки С одним или пятью каналами, заполненный^ флюсом, и проволоки из сплава олово-свинец в промыЕленнах условиях а создания действуваего оборудования по их производству.
Реализация результатов работы. Разработаны устройства и технологический процесс волочения оловяняо-свинцовых припоев на станах со схольжеяием н наложением УЗК. которые внедрены на заводе по производству и обработке цветных металлов "Рязцветмет". Экономический эффект от внедрения в 1993 году составил 150 мля. рублей.
Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 1-ой зональной научно-технической конференции молодых ученых и специглистов "Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства" (Андропов, 1986), на VI Всесоюзной научно-технической конференции по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов (Москва. 1987). на республиканской научно-технической кокферендии "Прочность, пластичность материалов и новые процессы их получения и обработки" ( Минск. 1990). на международной конференции "Колебания и волны в экологии, технологических процессах н диагностике" (Минск, 1993), на международной конференции "Композиционные материалы. Технология и производство" (Киев, 1994).
Публикация: по материалам диссертации опублиховаяо 13 печатных работ, получено 4 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и сбге?! работы. Диссертационная работа состоит из вве-дердаг. Четырех разделов, выводов, списка используемых источников 77 нагяеяозании) а приложения. Ока содержит 152 страницы мааншопясяого текста, 67 рисунков, 10 таблиц.