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铋基低熔点合金的生产
上传日期:2022-08-08 浏览次数:1
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铋广泛用来与其它金属配制各种不同用途的低熔点合金,如Bi-Pb-Sn-Cd合金用于配制易熔元件、焊料和模具,Bi-Sb-Sn-Pb合金用于铸造印刷铅字;Bi-Pb-Sn合金用于配制焊锡。 一、配制易熔元件与焊料 易熔元件及焊料主要用于电器保险器,自动装置讯号器材。一般认为熔点在200℃以下属低熔点合金。含锡48%以下时,在凝固时体积收缩,含铋55%以上时,凝固时体积膨胀,含铋48%~55%时,凝固时体积变化不大。配制易熔焊料的合金主要有伍德合金、牛顿合金,58合金、47合金等,其化学成分与物理性能列于表1。 表1  铋基易熔焊料合金成分及性能二、配制印刷铅字 用铋配制的铅字合金铸字,即使很精密的图形线条,很细的笔划,也能清晰完整地显示出来。含铋的印刷铅字合金的组成加表2。 表2  含铋印刷铅字合金成分(%)三、配制铋基模具合金 低熔点模具合金用于制作薄板冷冲压模具,能压制铜、铝、钢、不锈钢等板材,钢板厚度可达3毫米。用于薄板的拉伸、弯曲和成型。使用低熔点合金模具,不需模具钢材,成模简单迅速;模具成本低,更新快;模具不需调整,不需加工;模具用完可重熔,合金可反复使用;由于成模快,可大大减少模具堆放空间。 国外对低熔点模具合金的研究与使用非常重视。不少大型飞机、汽车公司,都有专家从事此项科研工作。我国从七十年代开始,推广和使用低熔点合金模具,已获得迅速发展。 低熔点模具合金应具备以下性能,熔点低,易熔化,制模方便;合金强度高,模具使用寿命长;流动性能好,合金熔化后充填能力强,成模清晰;合金膨胀收缩率小,能保证成模精度;合金与标准样件不粘连,分模容易;合金无毒,不污染环境。 由铋与锡为主组成的Bi-Sn基合金有二元、三元、多元等几种,它们熔点低,强度高,流动性好,膨胀收缩率小,重熔后金属氧化损失少。 Bi-Sn基模具合金常添加锑、镉、锌、铟等金属元素以组成多元合金,镉能细化合金的晶粒,提高强度,但镉有毒,其氧化物易挥发,价格也较贵;铅能降低合金的熔点,部分取代昂贵的锡,但加铅后使合金导热性能降低,流动性变坏,锌有提高合金强度的作用,低易氧化,熔化后不易控制合金成分:锑能提高合金的强度,但使其熔点升高;铟能降低合金的熔点,但本身价格昂贵。 表3列举了几种铋基模具合金的组成及性能: 表3  基模具合金的组成及性能表3列举的七种合金中,主要是前两种,1号是Bi-Sn二元合金、3号、4号实质上是在1号基础上发展的,其组成与性能都与号合金比较近似;2号是四元合金,国外称为纠赖特合金,由于降低了紧俏重金属锡与铋的含量,所以也是一种主要的低熔点模具合金,而5号、6号、7号合金也是在2号合金基础上发展起来的,它们的化学组成与物理性质,也有某种程度的类似。国内外对1号合金与2号合金,都进行过比较详细的研究。 Bi-Sn二元合金(1号)的机械物理性能如下: 合金的冷胀性:合金由液态冷凝成固态时,体积略有膨胀,通过测定:冷凝后2分钟,试棒(12.7×12.7×254毫米)膨胀0.0158毫米;冷凝后1小时,试棒膨胀0.0152毫米;冷凝5小时以后,试棒膨胀0.0127毫米。 合金的强度;合金强度随温度的升高而降低。如温度从26℃上升至50℃时,合金的抗拉强度从5880帕下降到4263帕;当温度从20℃上升至50℃时,抗压强度从6046.6帕下降到3959.2帕。 负荷作业时间与合金硬度的关系,合金硬度随负荷持续时间的延长而降低。当试验条件为直径5毫米试样负荷612.5牛,温度19℃,持续时间为15秒时,合金硬度为23.1;30秒时为20.1;1分钟时为17.0;2分钟时为14.0;3分钟时为13.0;5分钟时为12.2。 合金反复熔铸后性能稳定性:当试样直径10毫米,负荷2450牛,持续60秒,温度为19℃时,其硬度变化为:2次以内,硬度21.9;35次以内,硬度大于20;100次以内,硬度大于19。 Bi-Pb-Sn-Cd四元合金熔点低,流动性好,但硬度也低。

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