一种锡基复合钎料的制备方法、装置和锡基复合钎料与流程

1.本发明涉及复合钎料技术领域，具体而言，涉及一种锡基复合钎料的制备方法、装置和锡基复合钎料。


背景技术：

2.现有技术采用液体浸渍法、机械合金化加熔炼、机械合金化加烧结、原位合成等制备sn基钎料和碳的复合材料，存在以下缺陷：(1)碳颗粒对金属的润湿能力差，因此在合金熔炼中直接添加碳颗粒，碳颗粒易发生分层、偏聚，造成铸锭成分不均匀；(2)碳颗粒密度小，添加到液态sn基钎料中会发生上浮，采用碳颗粒预先镀金属的工艺可以解决上浮问题，但是工艺复杂，而且不环保；(3)机械合金化工艺需要将钎料制成粉末，工艺复杂、价格昂贵。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明涉及一种锡基复合钎料的制备方法，包括以下步骤：
5.将筒状结构的锡基钎料基体竖直放置，所述锡基钎料基体的内部装有碳材料；锡基钎料基体的上方相对设置有搅拌头，所述搅拌头进行旋转，同时，装有碳材料的锡基钎料基体在推料部件的作用下移向所述搅拌头，所述搅拌头与所述锡基钎料基体相接触并持续产生压力、摩擦力和搅拌作用，使所述锡基钎料基体塑化并与所述碳材料复合。
6.本发明通过搅拌摩擦加工的方法，将碳颗粒弥散分布到锡基钎料基体中，与现有技术相比，工艺过程无需额外加热，钎料在半固态状态下通过搅拌针的剧烈搅拌作用实现与碳的复合，可以有效解决碳颗粒偏析的问题；搅拌摩擦加工还可细化晶粒，提高钎料强度和韧性。
7.根据本发明的另一个方面，本发明还涉及如上所述的锡基复合钎料的制备方法制备得到的锡基复合钎料。
8.本发明锡基钎料与碳材料的复合，可保持基体钎料熔点不变、改善润湿性、提高强度。
9.根据本发明的另一个方面，本发明还涉及实施如上所述的锡基复合钎料的制备方法所采用的装置，包括搅拌摩擦部件、物料容置部件和推料部件；所述搅拌摩擦部件的下端连接有所述物料容置部件，所述物料容置部件的下端连接有所述推料部件；
10.所述物料容置部件的内部设置有第一容置腔，所述物料容置部件的侧壁设置有进料口；
11.所述搅拌摩擦部件包括静止轴肩、轴承和搅拌头；所述静止轴肩的内部设置有第二容置腔，所述静止轴肩的底端侧壁设置有旋转搅拌腔，所述旋转搅拌腔与所述第二容置腔相连通；所述搅拌头包括搅拌针、搅拌头轴肩和夹持端，所述搅拌头通过所述轴承与所述静止轴肩相连接，所述搅拌针沿所述旋转搅拌腔向下延伸，至部分所述搅拌针伸入至所述
第一容置腔中；所述静止轴肩的底端侧壁设置有出料口，所述出料口与所述旋转搅拌腔相连通；
12.所述推料部件包括推料组件，所述推料组件包括推料杆和驱动件，所述推料杆的顶端设置有物料承接端；所述推料杆在所述驱动件的作用在第一容置腔中进行上下往复运动。
13.本发明的装置可实现物料与搅拌头的摩擦挤压，可以方便、高效地实现钎料与碳颗粒的复合。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.(1)本发明通过搅拌摩擦加工的方法，将碳颗粒弥散分布到锡基钎料基体中，与现有技术相比，工艺过程无需额外加热，钎料在半固态状态下通过搅拌针的剧烈搅拌作用实现与碳的复合，可以有效解决碳颗粒偏析的问题；搅拌摩擦加工还可细化晶粒，提高钎料强度和韧性。
16.(2)本发明锡基钎料与碳材料的复合，可保持钎料熔点不变、改善润湿性、提高强度。
17.(3)本发明的装置可实现物料与搅拌头的挤压，可以方便、高效地实现钎料与碳颗粒的复合；工艺过程简单、连续。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例1中锡基复合钎料的制备装置的示意图；
20.图2为本发明搅拌头的示意图；
21.图3为本发明静止轴肩的示意图；
22.图4为本发明物料容置部件的三维结构示意图；
23.图5为本发明实施例2中锡基复合钎料的制备装置的示意图。
24.附图标记：
25.1-搅拌头、101-搅拌针、102-搅拌头轴肩、103-夹持端、2-轴承、3-静止轴肩、301-出料口、302-第二容置腔、303-旋转搅拌腔、4-物料容置部件、401-进料口、5-凸轮安装座、501-第三容置腔、502-推料杆通孔、6-推料组件、601-推料杆、602-凸轮、7-传送带、8-碳材料容纳装置、9-油压缸组件、901-缸体、902-油缸杆。
具体实施方式
26.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.根据本发明的一个方面，本发明涉及一种锡基复合钎料的制备方法，包括以下步骤：
30.将筒状结构的锡基钎料基体竖直放置，所述锡基钎料基体的内部装有碳材料；锡基钎料基体的上方相对设置有搅拌头，所述搅拌头进行旋转，同时，装有碳材料的锡基钎料基体在推料部件的作用下移向所述搅拌头，所述搅拌头与所述锡基钎料基体相接触并持续产生压力和摩擦力，所述锡基钎料基体塑化并与所述碳材料复合。
31.本发明通过搅拌摩擦加工的方法，将碳颗粒弥散分布到锡基钎料基体中，与现有技术相比，工艺过程无需额外加热，钎料在半固态状态下通过搅拌针的剧烈搅拌作用加入碳颗粒，可以有效解决碳颗粒偏析的问题。搅拌摩擦加工还可细化晶粒，提高钎料强度和韧性。
32.优选地，所述锡基钎料基体包括sn-9zn钎料。
33.优选地，所述碳材料包括石墨、碳纤维和炭黑。
34.sn-zn是价格相对低廉的无铅钎料，在常用的无铅钎料体系中，sn-9zn共晶钎料的熔点与sn-37pb共晶最为接近，被认为是非常理想的电子封装用无铅钎料。由于sn和zn之间不发生化学反应，sn-9zn钎料微观组织由富sn相基体和富zn相组成，其中富zn相极易氧化，导致润湿性变差；sn-9zn钎料中富zn相呈针状，含量少且分布不均匀，对富sn相基体产生割裂作用，这使得钎料的强度和塑性较低；zn与ni、cu等pcb焊盘材料反应强烈，在界面易形成较厚的脆性金属间化合物，降低接头可靠性；sn-9zn钎料热膨胀系数与母材差异大，导致钎缝在钎焊和服役过程中因热失配应力而开裂，导致失效。碳材料具有强度高、弹性模量大、热膨胀系数小等优点，将碳材料均匀添加到sn-9zn钎料中，一方面起到第二相强化作用，可以提高钎料强度，而熔点变化不大；另一方面可以防止富zn相的氧化，从而改善润湿性；此外，还可阻碍富zn相向界面的扩散，抑制金属间化合物的生长，提高接头可靠性。
35.优选地，所述碳材料的粒径为200～500目。在一种实施方式中，碳材料的粒径包括但不限于300目、400目。
36.优选地，所述锡基钎料基体为圆筒状。
37.优选地，所述锡基钎料基体的外直径为30～100mm，所述锡基钎料基体的中心孔直径为3～10mm。
38.在一种实施方式中，所述锡基钎料基体的外直径包括但不限于40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm。所述锡基钎料基体的中心孔直径包括但不限于4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、
9mm。
39.根据本发明的另一个方面，本发明还涉及如上所述的锡基复合钎料的制备方法制备得到的锡基复合钎料。
40.本发明锡基钎料与碳材料的复合，可保持熔点不变、改善润湿性、提高强度。
41.根据本发明的另一个方面，本发明还涉及如上所述的锡基复合钎料的制备方法所采用的装置，包括搅拌摩擦部件、物料容置部件和推料部件；所述搅拌摩擦部件的下端连接有所述物料容置部件，所述物料容置部件的下端连接有所述推料部件；
42.所述物料容置部件的内部设置有第一容置腔，所述物料容置部件的侧壁设置有进料口；
43.所述搅拌摩擦部件包括静止轴肩、轴承和搅拌头；所述静止轴肩的内部设置有第二容置腔，所述静止轴肩的底端侧壁设置有旋转搅拌腔，所述旋转搅拌腔与所述第二容置腔相连通；所述搅拌头包括搅拌针、搅拌头轴肩和夹持端，所述搅拌头通过所述轴承与所述静止轴肩相连接，所述搅拌针沿所述旋转搅拌腔向下延伸，至部分所述搅拌针伸入至所述第一容置腔中；所述静止轴肩的底端侧壁设置有出料口，所述出料口与所述旋转搅拌腔相连通；
44.所述推料部件包括推料组件，所述推料组件包括推料杆和驱动件，所述推料杆的顶端设置有物料承接端；所述推料杆在所述驱动件的作用在第一容置腔中进行上下往复运动。
45.本发明的装置可实现物料与搅拌头的挤压，可以方便、高效地实现钎料与碳颗粒的复合。
46.优选地，所述推料部件还包括安装座，所述安装座的内部设置有第三容置腔，所述第三容置腔的上端连通设置有起导向作用的推料杆通孔，所述推料杆通孔与所述第一容置腔相连通，所述驱动件位于所述第三容置腔中。
47.优选地，所述推料组件包括凸轮-顶杆组件、曲柄-连杆组件或者油压缸组件。
48.本发明采用凸轮-顶杆组件、曲柄-连杆组件或者油压缸组件以保证推料组件的往复运动，以实现物料的承接、推送及挤压，将铸锭推向搅拌针，持续产生摩擦挤压力，保证复合钎料的连续挤出。
49.优选地，所述推料组件进行往复运动的最低点为：所述物料承接端的上端面与所述物料容置部件的进料口底部相平；所述推料组件进行往复运动的最高点为：所述物料承接端的上端面与所述搅拌针的下端面之间的距离为2～5mm。
50.在一种实施方式中，采用凸轮为推料组件，当凸轮最低点时，所述物料承接端的上端面与所述物料容置部件的进料口底部相平，物料进入；凸轮继续转动，物料与搅拌头接触并产生压力和摩擦力，最高点时，物料承接端端面距离搅拌针下端面2～5mm。
51.优选地，所述安装座的外形为矩形。
52.优选地，所述第三容置腔为圆柱形，所述圆柱形的半径比凸轮最高行程多1～2mm。
53.优选地，所述推料杆通孔为圆柱形，所述推料杆通孔垂直于所述第三容置腔。
54.优选地，所述物料承接端为圆柱体，所述物料承接端的直径比所述物料容置部件的内径小0.02～0.1mm。
55.优选地，所述物料容置部件为空心圆柱形结构。
56.优选地，所述物料容置部件的内径与所述推料杆通孔的内径相等。
57.优选地，所述物料容置部件的内径比所述搅拌头轴肩的直径大0.02～0.1mm。在一种实施方式中，所述物料容置部件的内径比所述搅拌头轴肩的直径大0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm或0.09mm。
58.优选地，所述进料口的宽度比所述搅拌头轴肩的直径大0.02～0.1mm。在一种实施方式中，所述进料口的宽度比所述搅拌头轴肩的直径大0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm或0.09mm。
59.优选地，所述搅拌头为轴对称结构。
60.优选地，所述搅拌针为圆锥形，所述搅拌针的锥角为10
°
～30
°
。所述搅拌针的表面设置有螺纹。在一种实施方式中，所述搅拌针的锥角包括但不限于12
°
、15
°
、17
°
、20
°
、22
°
、25
°
或27
°
。
61.优选地，所述静止轴肩为轴对称结构，所述静止轴肩的外形为圆柱形。
62.优选地，所述第二容置腔为圆柱形。
63.优选地，所述旋转搅拌腔为圆锥形，所述旋转搅拌腔的锥角为8
°
～25
°
。在一种实施方式中，所述旋转搅拌腔的锥角包括但不限于12
°
、15
°
、17
°
、20
°
或22
°
。
64.优选地，所述旋转搅拌腔的锥角小于所述搅拌针的锥角。
65.优选地，所述出料口的个数为1～6个，所述出料口的内径为5～15mm。
66.在一种实施方式中，所述出料口的个数为2个、3个、4个或5个。所述出料口的内径为6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。
67.优选地，所述进料口的高度比锡基钎料基体的高度大1～2mm。在一种实施方式中，所述进料口的高度比锡基钎料基体的高度大1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或1.9mm。
68.所述搅拌针的底端端面的直径比锡基钎料基体的中心孔直径大1～5mm。在一种实施方式中，所述搅拌针的底端端面的直径比锡基钎料基体的中心孔直径大1.5mm、2mm、3mm或4mm。
69.优选地，还包括物料传送部件；所述物料传送部件与所述进料口相对设置。
70.优选地，所述物料传送部件包括传送带和碳材料容纳装置；所述碳材料容纳装置设置于所述传送带的上方。
71.铸锭通过传送带向物料容置部件进料口输送，在传送带上输送的过程中，完成碳颗粒向铸锭中心通孔中的添加，工艺过程简单、连续。
72.优选地，所述出料口还连接有管材挤压部件。通过设置管材挤压部件，用以挤出环状复合钎料。或者不连接管材挤压部件，直接挤压棒材。
73.传送带为带轮或齿轮传动，传送带上端面与进料口底部平齐。
74.在一种优选地实施方式中，一种碳颗粒增强sn-9zn复合软钎料的搅拌摩擦加工制备装置，包括搅拌头、静止轴肩、物料容置部件、推料组件、凸轮安装座、传送带和碳材料容纳装置；搅拌头为轴对称结构，其上一体加工有夹持端、轴肩和搅拌针。搅拌针为圆锥形，锥角为10
°
～30
°
，其上加工有螺纹；静止轴肩为轴对称结构，外形为圆柱形，内腔由第二容置腔和旋转搅拌腔组成，第二溶置腔为圆柱形，旋转搅拌腔为圆锥形，其锥角为8
°
～25
°
，旋转搅拌腔的锥角小于搅拌针锥角，以使塑化的金属产生挤压力；旋转搅拌腔侧壁开有出料口，
出料口数量1～6个，内径为5～15mm；搅拌头轴肩通过轴承与静止轴肩内壁紧配合在第二容置腔底部；物料容置部件为空心圆柱形结构，内径比搅拌头轴肩直径大0.02～0.1mm；侧壁开有进料口，进料口宽度比轴肩直径大0.02～0.1mm。进料口顶部与物料容置部件顶部距离应大于进料口高度的一半；推料组件由凸轮、推料杆组成，推料杆的顶端设置有物料承接端，物料承接端直径比物料容置部件内径小0.02～0.1mm；凸轮最低点时，推料杆物料承接端上端面与物料容置部件进料口底部平齐，凸轮最高点时，推料杆物料承接端上端面与搅拌针下端面的距离为2～5mm；凸轮安装座外形为矩形，并加工有第三容置腔，第三容置腔半径比凸轮最高行程大1～2mm；安装座上部加工有垂直于第三容置腔的推料杆通孔，推料杆通孔直径与第一容置腔直径相同；传送带为带轮或齿轮传动，传送带上端面与物料容置部件进料口底部平齐；碳材料容置部件为圆锥形，置于传送带上方。
75.在一种优选地实施方式中，一种碳颗粒增强sn-9zn复合软钎料的搅拌摩擦加工制备方法，包括以下步骤：
76.步骤一：浇铸带中心通孔的圆柱状sn-9zn钎料锭，钎料锭高度应比进料口高度小1～2mm；其外直径为30～100mm，且与搅拌头轴肩直径相等；中心孔直径为3～10mm，且比搅拌针端部直径小1～5mm；中心通孔的直径与钎料铸锭外径的比例和所需碳颗粒百分含量有关，一般铸锭外径越大，中心通孔直径也越大；所需碳颗粒百分含量越高，中心通孔直径越大；
77.步骤二：铸锭通过传送带送向物料容置部件，送进过程经过料筒，料筒中的碳颗粒在自身重力作用下填满铸锭中心通孔；
78.步骤三：凸轮旋转至推料杆位于最低点处，铸锭送入第一容置腔内，随后凸轮继续旋转，将第一容置腔内的铸锭向上挤压，直至推料杆位于最高点；
79.步骤四：铸锭向上挤压过程中与旋转的搅拌针接触，发生剧烈摩擦并软化，碳颗粒在搅拌针作用下与塑化的锡基钎料基体充分混合，并在搅拌针螺纹的驱动下向搅拌针与静止轴肩之间的间隙流动，最终从静止轴肩上的挤出孔流出，获得需要的复合钎料；
80.步骤五：凸轮旋转至推料杆位于最高处，摩擦挤压结束，凸轮继续旋转，带动推料杆向下移动，直至最低点；
81.重复上述步骤二到步骤五，实现sn-9zn复合软钎料的连续搅拌摩擦加工。
82.下面将结合具体的实施例对本发明作进一步地解释说明。
83.图1为本发明实施例1中锡基复合钎料的制备装置的示意图。图2为本发明搅拌头的示意图。图3为本发明静止轴肩的示意图。图4为本发明物料容置部件的三维结构示意图。图5为本发明实施例2中锡基复合钎料的制备装置的示意图。
84.实施例1
85.一种锡基复合钎料搅拌摩擦加工制备装置，包括搅拌头1、静止轴肩3、物料容置部件4、推料组件6、凸轮安装座5、传送带7和碳材料容纳装置8；
86.搅拌头1为轴对称结构，其上一体加工有夹持端103、搅拌头轴肩102和搅拌针101；搅拌针101为圆锥形，锥角为30
°
，其上加工有螺纹；静止轴肩3为轴对称结构，外形为圆柱形，内腔由第二容置腔302和旋转搅拌腔303组成，第二容置腔302为圆柱形，旋转搅拌腔303为圆锥形，其锥角为20
°
，旋转搅拌腔303的锥角小于搅拌针101锥角，以使塑化的金属产生挤压力；旋转搅拌腔303侧壁开有出料口301，出料口301的数量为2个，每个出料口301的内
径为10mm；搅拌头1轴肩通过轴承2与静止轴肩3内壁紧配合在第二容置腔302底部；
87.物料容置部件4为空心圆柱形结构，内径比搅拌头1轴肩直径大0.08mm；侧壁开有进料口401，进料口401宽度比搅拌头轴肩102直径大0.08mm；进料口401顶部与物料容置部件4顶部距离应大于进料口401高度的一半；
88.推料组件6由凸轮602、推料杆601组成，推料杆601由物料承接端和连接端组成，挤压端直径比物料容置部件4内径小0.05mm，连接端安装有滚轮；凸轮602最低点时，推料杆601物料承接端上端面与物料容置部件4进料口401底部平齐，凸轮602最高点时，推料杆601物料承接端上端面距离搅拌针101下端面2～5mm；凸轮安装座5外形为矩形，并加工有具有圆柱通孔结构的第三容置腔501，圆柱通孔半径比凸轮602最高行程大1.5mm；安装座上部加工有垂直于第三容置腔的圆孔，即推料杆通孔502，推料杆通孔502的直径与物料容置部件4孔径相同；
89.传送带7为带轮或齿轮传动，传送带7上端面与物料容置部件4的进料口401底部平齐；碳材料容纳装置8为圆锥形，置于传送带7上方。
90.实施例2
91.一种锡基复合钎料搅拌摩擦加工制备装置，包括搅拌头1、静止轴肩3、物料容置部件4、传送带7、碳材料容纳装置8和油压缸组件9；油压缸组件9包括缸体901和油缸杆902，油缸杆902具有与实施例1相同的物料承接端；通过油缸杆902的往复运动以实现物料的推送、挤压；本实施例除物料推送的装置部分采用油压缸组件9，其他部件的连接设置均与实施例1相同。
92.实施例3
93.一种锡基复合钎料制备方法，采用实施例1中的装置，包括以下步骤：
94.(1)将sn-9zn浇铸造成外径φ50mm，中心通孔φ10mm的铸锭，表面车削0.05mm去除氧化膜。
95.(2)将带中心通孔的铸锭转运到传送带7上，铸锭经过碳材料容纳装置8下方时，碳材料容纳装置8内的石墨粉在自身重力作用下填满铸锭的中心通孔内。
96.(3)凸轮602旋转至推料杆601位于最低处，填满上述石墨粉的铸锭在传送带7的带动下进入物料容置部件4内；凸轮602继续旋转，推动上述填满石墨粉的铸锭以一定的速率向上挤压。
97.(4)旋转的搅拌针101与上述填满石墨粉的铸锭接触，发生剧烈摩擦并软化，石墨粉在搅拌针101作用下与塑化的sn-9zn钎料基体充分混合，并在搅拌针101螺纹的驱动下向搅拌针101与静止轴肩3之间的间隙流动，最终从静止轴肩3上的出料孔流出，获得需要的石墨增强sn-9zn复合钎料。
98.(5)凸轮602旋转至推料杆601位于最高处，摩擦挤压结束，凸轮602继续旋转，带动推料杆601向下移动，直至最低点。
99.重复上述步骤(2)到步骤(5)，实现石墨增强sn-9zn复合钎料的连续搅拌摩擦挤压加工。
100.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征
进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种锡基复合钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将筒状结构的锡基钎料基体竖直放置，所述锡基钎料基体的内部装有碳材料；锡基钎料基体的上方相对设置有搅拌头，所述搅拌头进行旋转，同时，装有碳材料的锡基钎料基体在推料部件的作用下移向所述搅拌头，所述搅拌头与所述锡基钎料基体相接触并持续产生压力和摩擦力，所述锡基钎料基体塑化并与所述碳材料复合。2.根据权利要求1所述的锡基复合钎料的制备方法，其特征在于，所述锡基钎料基体包括sn-9zn钎料；优选地，所述碳材料包括石墨、碳纤维和炭黑；优选地，所述碳材料的粒径为200～500目；所述锡基钎料基体为圆筒状；优选地，所述锡基钎料基体的外直径为30～100mm，所述锡基钎料基体的中心孔直径为3～10mm。3.如权利要求1或2所述的锡基复合钎料的制备方法制备得到的锡基复合钎料。4.实施权利要求1或2所述的锡基复合钎料的制备方法所采用的装置，其特征在于，包括搅拌摩擦部件、物料容置部件和推料部件；所述搅拌摩擦部件的下端连接有所述物料容置部件，所述物料容置部件的下端连接有所述推料部件；所述物料容置部件的内部设置有第一容置腔，所述物料容置部件的侧壁设置有进料口；所述搅拌摩擦部件包括静止轴肩、轴承和搅拌头；所述静止轴肩的内部设置有第二容置腔，所述静止轴肩的底端侧壁设置有旋转搅拌腔，所述旋转搅拌腔与所述第二容置腔相连通；所述搅拌头包括搅拌针、搅拌头轴肩和夹持端，所述搅拌头通过所述轴承与所述静止轴肩相连接，所述搅拌针沿所述旋转搅拌腔向下延伸，至部分所述搅拌针伸入至所述第一容置腔中；所述静止轴肩的底端侧壁设置有出料口，所述出料口与所述旋转搅拌腔相连通；所述推料部件包括推料组件，所述推料组件包括推料杆和驱动件，所述推料杆的顶端设置有物料承接端；所述推料杆在所述驱动件的作用在第一容置腔中进行上下往复运动。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述推料部件还包括安装座，所述安装座的内部设置有第三容置腔，所述第三容置腔的上端连通设置有起导向作用的推料杆通孔，所述推料杆通孔与所述第一容置腔相连通，所述驱动件位于所述第三容置腔中。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述推料组件包括凸轮-顶杆组件、曲柄-连杆组件或者油压缸组件；优选地，所述推料组件进行往复运动的最低点为：所述物料承接端的上端面与所述物料容置部件的进料口底部相平；所述推料组件进行往复运动的最高点为：所述物料承接端的上端面与所述搅拌针的下端面之间的距离为2～5mm。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述安装座的外形为矩形；优选地，所述物料承接端为圆柱体，所述物料承接端的直径比所述物料容置部件的内径小0.02～0.1mm。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述物料容置部件为空心圆柱形结构；优选地，所述物料容置部件的内径与所述推料杆通孔的内径相等；优选地，所述物料容置部件的内径比所述搅拌头轴肩的直径大0.02～0.1mm；
优选地，所述进料口的宽度比所述搅拌头轴肩的直径大0.02～0.1mm。9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述搅拌头为轴对称结构；优选地，所述搅拌针为圆锥形，所述搅拌针的锥角为10
°
～30
°
；所述搅拌针的表面设置有螺纹；优选地，所述静止轴肩为轴对称结构，所述静止轴肩的外形为圆柱形；优选地，所述第二容置腔为圆柱形；优选地，所述旋转搅拌腔为圆锥形，所述旋转搅拌腔的锥角为8
°
～25
°
；优选地，所述旋转搅拌腔的锥角小于所述搅拌针的锥角；优选地，所述出料口的个数为1～6个，所述出料口的内径为5～15mm；优选地，所述进料口的高度比锡基钎料基体的高度大1～2mm；所述搅拌针的底端端面的直径比锡基钎料基体的中心孔直径大1～5mm。10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括物料传送部件；所述物料传送部件与所述进料口相对设置；优选地，所述物料传送部件包括传送带和碳材料容纳装置；所述碳材料容纳装置设置于所述传送带的上方；优选地，所述出料口还连接有管材挤压部件。

技术总结
本发明涉及复合钎料技术领域，具体涉及一种锡基复合钎料的制备方法、装置和锡基复合钎料。锡基复合钎料的制备方法，包括：将筒状结构的锡基钎料基体竖直放置，所述锡基钎料基体的内部装有碳材料；锡基钎料基体的上方相对设置有搅拌头，所述搅拌头进行旋转，同时，装有碳材料的锡基钎料基体在推料部件的作用下移向所述搅拌头，所述搅拌头与所述锡基钎料基体相接触并持续产生压力和摩擦力，所述锡基钎料基体塑化并与所述碳材料复合。本发明通过搅拌摩擦加工的方法，将碳颗粒弥散分布到锡基钎料基体中，钎料在半固态状态下通过搅拌针的剧烈搅拌作用加入碳材料粒，可以有效解决碳颗粒偏析的问题；搅拌摩擦加工还可细化晶粒，提高钎料强度和韧性。度和韧性。度和韧性。


技术研发人员：邓建峰 王博 郝庆乐 张雷 费文潘 王生希 程战
受保护的技术使用者：中机智能装备创新研究院（宁波）有限公司
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/5/25