超细锡基焊丝静液挤压工艺研究

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超细化是国际线材工业的趋势。在电子技术、信息技术领域,产品的小型化微型化发展需要大量的锡基超细焊丝。在普通的加工条件下,常用的锡铅焊丝和无铅焊丝容易断线,无法加工到0. 3mm以下,达到超细化水平。国外在这一技术领域的研究起步较早,目前国内超细焊丝市场被国外产商所垄断,锡基超细焊丝产品主要依靠进口。随着电子芯片的小型化发展,超细焊丝领域的这一差距,将严重地影响整个中国电子工业小型化发展的趋势。本文认为传统的焊丝加工工艺无法达到超细化的原因在于焊料塑性不够,在此基础上,进一步分析了静液挤压技术在提高金属塑性方面的特殊作用,提出利用静液挤压制备超细焊丝的工艺构想。本文首先从静液挤压的接触特点、施压特点、脆-塑性转变等角度分析了静液挤压的工艺特殊性,然后对静液挤压过程进行了具体的受力分析,在假想速度场的基础上进行了静液挤压力、最佳模角、变形死区、极限模角等参数的计算,分析了挤压力与极限模角、挤压力与变形比、挤压力与摩擦因子之间的相互关系。利用粘着-变形二元摩擦理论对静液挤压过程的摩擦机理进行了讨论,分析了静液挤压的三种润滑状态。在理论分析的基础上,进行了静液挤压实验设备的设计。阐述了挤压腔、压力引入方式、模具设计和密封设计等方面的基本设计原则。绘制设备图纸并完成了设备的加工制造。利用自行设计的设备进行了超细锡基焊丝静液挤压工艺的探索性试验,得出压力与摩擦力的关系,积累了穿孔方法、挤压介质选择原则和加压速度控制方面的经验,发现了“喷射接续”效应。成功制备了0. 2mm的超细锡基焊丝,初步确定了0. 1mm超细焊丝的制备工艺。通过分析测试,证实静液挤压不仅能够提高被加工材料的塑性,而且还可以提高产品的抗拉强度、密度和可缠绕性。所有这些都证明利用静液挤压制备超细锡基焊丝是可行的。本文还详细分析了继续该工艺研究的经济效益和社会效益,同时说明了实现工业化的一些困难,提出了解决的方法,为后续的研究和开发指明了目标。
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