Установка для получения шариков припоя Советский патент 1983 года по МПК B22F9/06 

Изобретение отнсмзится к порошковой металлургии, в частности к установкам для получения шариков припоя используемых лля сборки пайкой тиристоров и диодов малой и средней мощности.

Известна установка для получения заготовок припоя, представляющая собсэй механический пресс, с помощью которо.го из ленты припоя, прокатанной до толщины 50-300 мкм, вырубают диски припоя заданной толщины и веса 1.

Недостатком установки является невысокая производительность и сложность эксплуатации. Установка не позволяет получать заготовки припоя в виде шариков, поэтому требуется дальнейшее оплавление дисков в горячем масле или печи с защитной атмосферой. Полученные шарики припоя имеют непостоянный химический состав при одновременно высокой трудоемкости процесса.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и досаигаeMONjy результату является установка для получения шариков припоя, включающая корпус, камеру плавления с окном в дне и калибровочным диском, водоохлаждаемый холодильник, заполненный маслом.

Установкаработает следующим образом,

В камеру загружают заранее выплавленный слиток сплава, сосуд за полняют приемной жидкостью -и подводят к камере, В холодильник подают воду, включают печь, устанавливают необходимую температуру и дают выдержку. Затем в камеруподают под определенным давлением аргон, и расплав выдавливается через калиброванное отверстие в приемную жидкость. Струя расплава разбивается на капли которые образуют шарики правильной формы. Последние опускаются в более холодные слои жидкости, затвердевают и оседают на дно сосуда. После отмывки от масла их сушат и сортируют по размерам 2 .

Недостатком известной установки является низкая производительность и сложность эксплуатации. Выход шариков определенного размера с10%ным допуском от номинального диаметра составляет 30%, что приводит к дополнительному требованию проведения отбраковки полученных шариков. Установка сложна в эксплуатации. Поскольку ее работа основана на выдавливании расплава, необходима точная настройка и последующее поддержание постоянного давления (от 0,05 до-б атм) аргона в камере для расплава припоя, которая, в свою очереДь, должна быть герметичной. Для получения шариков припоя малого диаметра необходимо использовать в установка выдокие давления, значительные перегревы расплава и калибровочный диск из танталовой жести с малым диаметром дюзы, что представляет собой существенную проблему.

Цель изобретения - повышение,производительности и упрощение эксплу- « атации,

Поставленная цель достигается тем, что установка для получения шариков припоя, включающая корпус, камеру плавления с окном в дне и калибровочным диском, водоохлаждаемый холодильник, снабжена подпружиненным держателем, прижимающим калибровочный диск к дну камеры, а калибровочный диск выполнен с калиброванными отверстиями по всей плоскости и может врзццаться относительно дна камеры плавления, причем в дне камеры и подпружиненном держателе выполнено по два секторных симметричных окна с возможностью взаимного перекрытия.

При этом оси симметрии каждой пары окон перпендикулярны.

Выполнение калибровочного диска указанным образом совместно с дополнительно введенным держателем, а также новое выполнение окон в дне камеры и держателе позволяют существенно повысить производительность установки за счет увеличения процента выхода годных шариков до 100% с 8%-ным допуском, исключить операцию отбраковки шариков, заменить принцип выдавливания расплава для Образования шариков их формированием силы тяжести,

В случае выполнения окон в дне камеры и держателе в форме секторов, перекрывaeNMX меньше 90, необоснованно снижс1ется производительность становки, так как уменьшается колиество отверстий в калибровочном иске, заполненных расплавом, и, как следствие, количество изготовленных шариков припоя. При выполнении этих окон в форме секторов болье 90 нарушается принцип работы становки, так как нет взаимного перекрытия окон в дне камеры и держателе; способствующего образованию ариков,

Эксплуатация установки упростиась , так как нет необходимости в точной настройке, поддержании постоянного давления газа, в герметичности камеры. Калибровочный диск с ножеством калиброванных отверстий выполнен из нержавеющей стали, вместо танталовой жести, ис одним каиброванным отверстием в известной установке.

На фиг, 1 схематично представлена предлагаемая установка/ на фиг. 2вид дна К81.меры для расплава припоя;

на фиг. 3 - калибровочный диск ус тановки/ на фиг, 4 - конструкция ,держателя.

Установка состоит из корпуса 1 с вакуумным маслом, залитым до определенного постоянного уровня. В нижней части корпуса 1 расположен спиральный водоохлаждаемый.холодильник 2, а в верхней части сосуда помещена камера 3 плавления из нержавеющей стали для расплава припоя, касающаяся дном 4 уровня масла, вокруг которой расположен нагреватель Постоянный уровень масла поддерживается с помощью сливной трубки б, верхний конец 7 которой находится на уровне дна камеры, а нижний конец 8 проходит через герметичное соединение в дне сосуда и выходит в сливной бачок 9 для масла. Дно 4 камеры (фиг. 2) имеет два окна 10 и 11 в форме секторов по 90®, расположенных симметрично относительно центра дна. Под камерой 3 для расплава расположен вращающийся относительно ее дна калибровочный диск 12 (фиг. 3), имеющий зубцы на торцовой поверхности, выполненный из нержавеющей стали и с калиброванными отверстиями 13 по всей его боковой поверхности. Диск прижимается к дну камеры подпружиненным держателем 14 (фиг. 4), в котором выполнены окна 15 и 16 в форме секторов по 90°, аналогичных окнам 10 и 11дна 4 камеры (фиг. 3), но сдвинутых относительно них на 90 . Вращение диска 12 осуществляется от двигате- ля 17, время вращения задается реле времени. В приемном сосуде 1 предусмотрена конусная часть для стока дозированного припоя, который попадает в накопительный объем 18через, верхний край 19. Внизу объема 18 имеется второй сливной кран 20, под которым расположен сосуд 21 для сбора дозированного припоя.

Установка работает следукодим образом.

В камеру 3 загружают слиток сплава СИН-50 (свинцово-индиевый) с т.пл. , из которого должны быть получены шарики припоя диаметром 0,6 мм. Заливают в кварцевый сосуд масло ПФМС 2/5 в качестве приемной жидкости, подают воду в холодильник ,2 и включают нагреватель 5 камеры 3. После ее нагрева до температуры плавления (200°С) расплав заполняет отверстие 13 в калибровочном диске 12 через секторы 10 и 11 в йне 4 камеры 3. При включении двигателя 17 начинает вращаться калибровочный диск 12 (редукции 1:15). После каждого поворота диска 12 расплав, заполняющий калиброванные отверстая диска, попадает в вакуумное масло через секторы 15 и 16 держателя 14, сдвинутые относительно секторов 10 и 11 калибровочного диска на 90°. При этом под действием силы тяжести формируются шарики , которые опускаются в нижнюю част сосуда 1 в более холодные слои масла затвердевают и попадают в накопительный объем 18 через верхний кран 19. После заполнения накопительного объема закрывают кран 19 и открывают нижний сливной кран 20, через который шарики припоя попадают в сборный сосуд 21. После этого готовые шарики отмывают от масла.

Процент -выхода годных шариков, полученных на предлагаемой установке, составляет 100% с 6%-ным допуском, исключена операция их отбраковки. Установка характеризуется простотой эксплуатации. Для получения шариков припоя различного диаметра достаточно заменить калибровочный диск другим с калиброванными отверстиями требуемого диаметра. В зависимости от температуры плавления сплава в качестве приемной жидкости можно использовать высоковакуумное масло ВМ-5 глицерин, масло ПФМС4, а в качестве материала для шариков припой СИН-20, ПОС-40, ПОС-61 и т.п.

cpus.Z

фие.З

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШАРИКОВ. ПРИПОЯ, включающая корпус, камеру плавления с окном в дне и калибровочным диском, водоохлаждаемый холодильник, отличающаяс я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения зксплуатации, она снабжена подпружиненным держателем, прижимающим калибровочный диск к дну камеры, а калибровочный диск выполнен с калиброванными отверстиями по всей плоскости, и может вращаться относительно дна камеры плавления, причем в дне камеры и подпружиненном держателе выполнено по два секторных симметричных окна с возможностью рзаимного перекрытия. сл О) о оо to

a

и

#)г/г