卫浴五金壳体的制作方法 |
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| 申请号 | CN201710906305.2 | 申请日 | 2017-09-29 | 公开(公告)号 | CN107695624B | 公开(公告)日 | 2019-07-19 |
| 申请人 | 北京科勒有限公司; | 发明人 | 王小军; 程朝阳; 张俊惠; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种卫浴五金壳体的制作方法，包括毛坯制作、毛坯切断、毛坯粗成形、毛坯初成形、毛坯净成形、 切除 冒口、 机械加工 、 抛光 和 表面处理 。本发明的优点和有益效果在于：不需要采用 铸造 的方法进行成形，不需要砂芯、解决锌 合金 卫浴产品无法抽芯成形复杂外形锌合金产品问题，成形壁厚均匀，表面 质量 好，原料利用率高，成品率高，没有固体废弃物的产生。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种卫浴五金壳体的制作方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 卫浴五金壳体的制作方法技术领域[0001] 本发明涉及属于卫浴行业领域，涉及一种卫浴五金壳体的制作方法，特别是厨房龙头、面盆龙头和淋浴龙头及浴缸龙头等卫浴龙头的成形方法。 背景技术[0002] 卫浴五金产产品的常用金属材料有铜合金、锌合金、铝合金、不锈钢等。其中铜合金、锌合金的使用频率更高，使用范围更广，但是以上腔体零件的传统成形方法是铸造。而铸造因其工艺复杂，高温过程控制难，会产生各类铸造缺陷，高耗能、高污染等原因越来越不受制造行业青睐。尤其是锌合金材料不论重力铸造还是压力铸造，高温熔融下极易挥发和氧化，良品率低，同时铸造过程产生金属废弃物和固体废砂破坏环境，另外铸造成薄壁零件或是非开放性无法抽芯的卫浴产品无能为力，再加上各地越来月受环保限制急需开发一种新的成形技术代替传统的铸造技术。 发明内容[0003] 本发明目的是提供一种卫浴五金壳体的制作方法，其利用塑形成形方法成形，解决了重力铸造和压力铸造中的问题，并且无废气、无固体废弃物， [0004] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种卫浴五金壳体的制作方法，其包括： [0006] S20、毛坯切断：将制备的坯料或购买的型材切割成为长度50～500mm的坯料，[0007] S30、毛坯粗成形：将步骤S20制备的毛坯在200～450℃预热1.5～2.5小时；将加热后的毛坯放入挤压模具中，挤压成中空等厚的毛坯，中空的毛坯一端封闭，外径尺寸25～65mm，内径尺寸10～55mm； [0008] S40、毛坯初成形：将步骤S30制备的中空的毛坯放置模具上，用压头进行挤压，挤压后形成半成品毛坯，并通过车床车去外部毛边；将该半成品毛坯在150℃～400℃的温度下保温30分钟，在弯管机上进行弯管，弯管之后半成品毛坯的夹角为0～170°；对弯管之后的半成品毛坯的褶皱用180目砂带进行过砂处理，去除褶皱后再过400目砂带； [0009] S50、毛坯净成形：将步骤S40制备的弯曲之后的半成品毛坯放入超塑成形模具内，将超塑成形模具加热至温度200～450℃，合上超塑成形模具，气封装置闭合，由进气口缓慢向半成品毛坯注入氩气，气压0.1MPa～10MPa，直到半成品毛坯的外壳与卫浴五金壳体模具型腔贴合，成形时间3～35分钟，从而得到半成品； [0010] S60、切除冒口：将步骤S50制备的半成品采用车床切除冒口； [0011] S65、连结：将步骤S60切除冒口的半成品与金属底座进行连接； [0013] S80、抛光：将步骤S70加工之后的半成品采用180目、400目和600目砂带进行打砂，之后用布轮进行清光； [0015] 可选的，所述原料为锌合金、锌铝合金或铝合金。 [0016] 可选的，所述棒材的横截面为圆形、椭圆形、四边形、多边形或带有弧面的多边形。 [0017] 可选的，所述氩气可以被氮气或者空气所替换，或被传递压力的介质所替换。 [0018] 可选的，由进气口缓慢向半成品毛坯注入氩气具体为：先通入氩气使得气压保持在0.1～2Mpa2～8分钟，再通入氩气使得气压保持在0.5～5Mpa2～15分钟，然后通入0.8～10Mpa压力气体，保压时间3～25分钟。 [0019] 本发明具有如下有益效果：本发明的卫浴五金壳体的制作方法可以避免污染气体排放和固体废弃物排放，得到锌合金卫浴合金壳体本体，解决了无法抽芯的问题，解决了大件锌合金的成形问题，由于类似于净成形，表面质量好，避免后续大量机加和长时间抛光，提高材料利用率，提高产品成品率，为一种绿色环保的成形方法。可以得到卫浴产品金属本体。附图说明 [0020] 图1为本发明的挤压后的毛坯的结构示意图； [0021] 图2为本发明的压头的结构示意图； [0022] 图3为本发明的挤压之后的毛坯的结构示意图； [0023] 图4为本发明的弯曲之后的毛坯的结构示意图； [0024] 图5为本发明的超塑成形模具的结构示意图； [0025] 图6为本发明的卫浴五金壳体的结构示意图； [0026] 图7为本发明的实施例2的卫浴五金壳体的结构示意图； [0027] 图8为本发明的金属底座的结构示意图； [0028] 图中标记示意为：1-对应卫浴五金壳体的出水嘴的部分；2-对应卫浴五金壳体的进水口的部分；3-超塑成形模具气路；4-出水嘴；5-进水口；6-气封接口；7-气封贴合模具的部分；8-褶皱；9-贴合气封装置的部分；10-正面挤压毛坯气封的部分；11-挤压后的毛坯的内壁。 具体实施方式[0029] 下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。 [0030] 实施例1 [0031] 本实施例提供了一种卫浴五金壳体的制作方法，其包括以下步骤： [0032] S10、毛坯制作 [0033] 以制作锌合金或锌铝合金卫浴五金壳体为例，本实施例中，首先选用锌合金原料熔铸挤压为棒材或者购买型材，所述棒材或购买型材的横截面可以为圆形、方形、正方形、椭圆形、多边形或者不规则的形状，所述棒材的直径为25～65mm，并且优选地可以为35mm，所述锌合金可以为ZnAl5，且其抗拉强度为：280～380Mpa,屈服强度为：260～310Mpa，伸长率为4～9％。 [0034] S20、毛坯切断 [0035] 将制备的坯料切割成为长度50～500mm的坯料，切割方式不限于物理切割或是化学切割。 [0036] 例如,将步骤S10制备的锌合金毛坯，即锌合金棒材或购买的型材放置在锯床(例如伟业锯床)上，以30m/min速度对锌合金棒材进行切割，切割后的毛坯为长度50-500mm，优选地，例如165mm。 [0037] S30、毛坯粗成形 [0038] 将步骤S20制备的毛坯在200～450℃预热1.5～2.5小时；将加热后的毛坯放入挤压模具中，所述挤压模具的外径尺寸60～120mm，例如80mm，内径尺寸25～65mm，例如35mm；挤压成中空等厚的毛坯，中空的毛坯一端封闭，外径尺寸25～65mm，例如35mm，内径尺寸10～55mm，例如25mm。 [0039] 当然，所述中空的毛坯也可以是非等壁厚，其中壁厚尺寸范围为1.0～12mm，例如5.5mm；所述中空的毛坯也可以两端均呈敞口状。 [0040] 挤压后的毛坯的结构如图1所示。 [0041] S40、毛坯初成形 [0042] 将步骤S30制备的中空的毛坯放置模具上，用压头进行挤压，挤压后形成半成品毛坯，并通过车床车去外部毛边。 [0043] 将该半成品毛坯在150℃～400℃，例如390℃温度下保温30分钟，在弯管机上进行弯管，弯管之后半成品毛坯的夹角为0～170°，尤其是15～165℃，并且更优选地，所述夹角可以为90°。 [0044] 对弯管之后的半成品毛坯的褶皱用180目砂带进行过砂处理，去除褶皱后再过400目砂带，其中，砂带机转速1500～2500转/分钟。 [0045] 所述压头的结构如图2所示，挤压之后的毛坯如图3所示，弯曲之后的半成品毛坯的结构如图4所示，所述弯曲可以通过一次弯曲成形或者多次弯曲成形。 [0046] S50、毛坯净成形 [0047] 将步骤S40制备的弯曲之后的半成品毛坯放入超塑成形模具内，将超塑成形模具加热至温度200～450℃，合上超塑成形模具，气封装置闭合，由进气口③缓慢向半成品毛坯注入氩气，气压0.1MPa～10MPa，直到半成品毛坯的外壳与卫浴五金壳体模具型腔贴合，成形时间3～35分钟，从而得到半成品；其中，所述氩气可以被氮气或者空气所替换，或是被传递压力的介质所替换。 [0048] 所述超塑成形模具的结构如图5所示，所述超塑成形模具包括上模和下模，上模和下模合并之后所形成的型腔为卫浴五金壳体结构，并包括形成卫浴五金壳体的出水嘴4和进水口5对应的结构。 [0049] S60、切除冒口 [0050] 将步骤S50制备的半成品采用车床切除冒口(对应于进水口的位置)，即图6中的标记5所示的部分，加工精度为0.05mm。 [0051] S65、连结：将步骤S60切除冒口的半成品与图8所示的金属底座进行连接，用于安装和固定卫浴五金壳体，金属连结方法不局限于氩弧焊、激光焊、钎焊等连结方法。 [0052] S70、机械加工 [0053] 将步骤S60中切除冒口后的半成品的对应于出水嘴的位置加工出24mm或者28mm的圆孔。 [0054] S80、抛光 [0055] 将步骤S70加工之后的半成品的表面进行粗抛、细抛和/或清光；即，将该半成品采用180目、400目和600目砂带进行打砂，砂带轮的转速为1500～2500转/分钟，之后用布轮进行清光，布轮转速1500～2500转/分钟，表面粗糙度达到Ra2.0～0.5μm。 [0056] S90、表面处理 [0057] 采用水镀技术，在步骤S80抛光后的半成品上镀铜层、镍层和铬层，其中铜层厚度15～30μm，镍层厚度10～25μm，铬层厚度0.1～0.4μm。 [0058] 本发明的卫浴五金壳体的制作方法可以避免污染气体排放和固体废弃物排放，得到锌合金卫浴本体，解决了无法抽芯的问题，解决了大件锌合金的成形问题，由于类似于净成形，表面质量好，避免后续大量机加和长时间抛光，提高材料利用率，提高产品成品率，为一种绿色环保的成形方法。可以得到卫浴产品金属本体。 [0059] 即通过本发明的卫浴五金壳体的制作方法可以避免重力铸造的有毒气体和固体废弃物的排放，也可以避免压力铸造有毒气体排放及无法抽芯产品的成形，减少砂眼、气孔、缩松、裂纹等缺陷，提高成品率。 [0060] 实施例2 [0061] 本实施例提供了一种卫浴五金壳体(其中，实施例2所述卫浴五金壳体的结构不同于实施例1中的卫浴五金壳体的结构)的制作方法，其包括以下步骤： [0062] S10、毛坯制作 [0063] 以制作锌合金卫浴五金壳体为例，本实施例中，首先选用锌合金原料熔铸挤压为棒材，棒材的横截面可以为圆形、方形、正方形、椭圆形、多边形或者不规则的形状，所述棒材的直径为25～65mm，并且优选地可以为50mm，所述锌合金可以为ZnAl5。 [0064] S20、毛坯切断 [0065] 将步骤S10制备的锌合金毛坯，即锌合金棒材放置在锯床(例如伟业锯床)上，以30m/min速度对锌合金棒材进行切割，切割后的毛坯为长度50-500mm，优选地，例如250mm。 [0066] S30、毛坯粗成形 [0067] 将步骤S20制备的毛坯在200～450℃预热1.5～2.5小时；将加热后的毛坯放入挤压模具中，所述挤压模具的外径尺寸60～120mm，例如70mm，内径尺寸25～65mm，例如50mm；挤压成中空等厚的毛坯，中空的毛坯一端封闭，外径尺寸25～65mm，例如50mm，内径尺寸10～55mm，例如40mm。 [0068] 当然，所述中空的毛坯也可以是非等壁厚，其中壁厚尺寸范围为1.0～12mm，例如5.5mm；所述中空的毛坯也可以两端均呈敞口状。 [0069] 挤压后的毛坯的结构如图1所示。 [0070] S40、毛坯初成形 [0071] 将步骤S30制备的中空的毛坯放置模具上，用压头进行挤压，挤压后形成半成品毛坯，并通过车床车去外部毛边。 [0072] 将该半成品毛坯在150℃～400℃，例如390℃温度下保温30分钟，在弯管机上进行弯管，弯管之后半成品毛坯的夹角为0～170°，也就是说，所述夹角可以为0°。 [0073] S50、毛坯(粗)净成形 [0074] 将步骤S40制备的弯曲之后的半成品毛坯放入超塑成形模具内，将超塑成形模具加热至温度200～450℃，合上超塑成形模具，气封装置闭合，由进气口③缓慢向半成品毛坯注入氩气，气压0.1MPa～10MPa，直到半成品毛坯的外壳与水龙头模具型腔贴合，成形时间3～35分钟，从而得到半成品；其中，所述氩气可以被氮气或者空气所替换，或被传递压力的介质所替换。 [0075] 所述超塑成形模具包括上模和下模，上模和下模合并之后所形成的型腔为卫浴五金壳体结构，并包括形成水龙头的出水嘴和进水口对应的结构。 [0076] S60、切除冒口 [0077] 将步骤S50制备的半成品采用车床切除冒口(对应于进水口的位置)，即图6中的标记26所示的部分，加工精度为0.05mm。 [0078] S70、机械加工 [0079] 将步骤S60中切除冒口后的半成品的对应于出水嘴的位置，即对应图7的标记23和24的部分加工直径32mm圆孔，对应图7的标记25的部分加工直径21mm圆孔。 [0080] S80、抛光 [0081] 将步骤S70加工之后的半成品的表面进行粗抛、细抛和/或清光；即，将该半成品采用180目、400目和600目砂带进行打砂，砂带轮的转速为1500～2500转/分钟，之后用布轮进行清光，布轮转速1500～2500转/分钟，表面粗糙度达到Ra2.0～0.5μm。 [0082] S90、表面处理 [0083] 采用水镀技术，在步骤S80抛光后的半成品上镀铜层、镍层和铬层，其中铜层厚度15～30μm，镍层厚度10～25μm，铬层厚度0.1～0.4μm。 [0084] 以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。 [0085] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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精神和范围。 |
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