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一种真空焊合腔用组合模生产多孔型材工艺

阅读:0发布:2021-08-30

专利汇可以提供一种真空焊合腔用组合模生产多孔型材工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种 真空 焊合腔用组合模生产 铜 多孔 型材 工艺及装置,其特征为:常规卧式 挤压 机挤压带封闭腔的铜型材,移动模架(13)上安装一套由分流桥(20)和焊合模(21)组装而成的组合模(19),桥底平面有芯头伸出,可以有多个芯头,芯头伸入焊合模型腔,和型腔构成所要求的带封闭腔的空间;前横梁(15)后端是 水 封槽(18),槽上方安装真空 阀 (23),外接真空 泵 ,前端有挤压筒(11),工作时挤压筒中的坯锭(10) 变形 将移动模架前端封闭,水封槽中的水将前横梁出口封闭, 真空泵 工作将组合模四周变成真空环境;铜坯锭通过分流桥进入焊合模,在真空状态下从焊合模和分流桥芯头构成的环形空间中通过,焊合成管状或双孔状多孔状的挤压制品(24)。,下面是一种真空焊合腔用组合模生产多孔型材工艺专利的具体信息内容。

1.一种真空焊合腔用组合模生产多孔型材工艺,其特征是: 常规卧式挤压机挤压带封闭腔的铜型材,移动模架(13)上安装一套 组合模(19),工作时真空工作,将组合模四周变成真空气氛,铜 坯锭在真空状态下进入焊合模焊合成挤压制品(24)。
2.如权利要求1所述的一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型 材工艺,其特征是:移动模架(13)上安装的组合模由分流桥(20) 和焊合模(21)组装而成,分流桥底平面有芯头伸出,视型材的要求 可以有多个芯头,芯头伸入焊合模型腔,和型腔构成所要求的带封闭 腔的空间,分流桥和焊合模由销钉(25)定位
3.如权利要求1所述的一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型 材工艺,其特征是:前横梁(15)后端是封槽(18),槽上方安装 真空(23),外接真空泵,前端有挤压筒(11),工作时挤压筒中的 坯锭(10)变形将移动模架前端封闭,水封槽中的水将前横梁出口封 闭,真空泵工作将前横梁内孔及组合模四周变成真空环境;铜坯锭通 过分流桥进入焊合模,在真空状态下从焊合模和分流桥芯头构成的环 形空间中通过,焊合成管状或双孔状多孔状的挤压制品(24)。

说明书全文

所属技术领域

发明金属加工领域,本发明涉及多孔型材挤压变形的工艺及 设备,具体地说是一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺和装 置。

背景技术

金属铜以其良好的导电、导热、耐蚀性和便于冷热压加工,已成 为最大量使用的金属之一,工业上广泛用于制造有导电、导热和耐蚀 等要求的各种器材。铜加工技术中采用挤压方法生产管、棒及线坯已 成为压力加工的一种主要方法。铜的挤压加工有冷热之分,大规模工 业生产主要是采用热挤压加工。
热挤压加工工艺先将坯锭加热到适合变形的温度,然后将热坯锭 (10)通过挤压机挤压加工成所需的成品。常规的卧式油压挤压机(参 见图1)在床身(2)的后横梁(3)上安装主缸(1),主柱塞(4)通 过液压控制可在主缸中前后移动,主柱塞内部装有穿孔缸(5),其作 用是可对实心铜坯锭在线穿孔,将实心坯锭变成空心锭(参见图2), 进一步挤压成管坯。主缸前端是挤压筒(11),挤压筒前端是移动模 架(13)和前横梁(15),移动模架中间有安放挤压模(12)和模垫 (14)的模孔,前横梁上安装2组挤压筒缸(17),挤压筒拉杆(16) 伸出挤压筒缸外,和挤压筒连接,挤压筒由挤压筒拉杆拉动可在床身 前后移动,当往前移动到紧贴移动模架(13)时,挤压筒缸就将挤压 筒和移动模架上安装的挤压模紧在前横梁前端,此时,升锭机(8) 将已加热的坯锭(10)和挤压垫(9)送到挤压筒前端,挤压机主缸 进油,主柱塞前行,挤压轴(7)推动挤压垫和坯锭前行,进入挤压 筒内。升锭机下降,挤压轴进入挤压筒内,将坯锭推到挤压模前。主 缸继续前行,挤压轴顶住坯锭变形,从前横梁模孔内挤出,成一实心 铜型材或铜棒。当主缸前行通过挤压轴将坯锭顶在模架上(参见图2), 主缸不动,穿孔缸动作,安装在穿孔缸中的穿孔针(6)从主缸中伸 出,顶在已镦粗的坯锭上,足够大的穿孔力将在坯锭上穿出一个和穿 孔针同样粗细的孔,穿孔针前行到挤压模位置时,挤压模和穿孔针就 构成了一环形空间,此时挤压轴在主缸力推动下继续前行,将坯锭挤 压变形从外模和穿孔针构成的环形空间中通过,形成管坯。
从以上表述可见,金属铜材通过挤压轴对坯锭的挤压,使坯锭强行 通过外模,可生产出各种实心型棒材,加上穿孔针挤压可生产出管材。
金属的加工工艺和铜材大不一样。金属铝有良好的焊合性能,在 热挤压加工时,金属铝不采用穿孔挤压而是采用焊合模生产,金属铝 通过组合模分成几进入焊合腔,在焊合腔中分成几片的金属铝可重 新焊在一起,形成封闭腔,此法不仅可生产单孔铝管,还可生产多孔 铝型材。
金属铜采用焊合模生产很困难,铜的导热性优良,热容比铝小,加 热到高温的坯锭很容易降温从而使挤压抗力大大增强;铜的易化性 使高温挤压时铜坯锭表面有一层氧化膜,这层膜阻碍了铜锭挤压时焊 合。只有在真空状态挤压,同时保持挤压时焊合腔周围稳定的高温, 铜材的挤压生产才能有铝材所表现出的焊合性。
金属铜材的这种特性形成了现今世界各国金属铜管在有穿孔系统 的挤压机上用穿孔针生产的工艺。也有采用空心锭坯生产铜管的工 艺,坯锭先铸成空心,或是采用其它方式先钻出孔,再用穿孔针挤压。 穿孔针挤压时,穿孔针本身相当于内模,管材在内外模的空间中强行 通过成形。
上述挤压法生产工艺构成了最通用也是最可靠的生产带封闭腔的 铜型材主要是铜管产品的方式。
传统的生产工艺还包括不用挤压法的生产。
在钭轧穿孔机上采用热轧穿孔的方式生产铜管,其主要工艺是在实 心铜坯锭上采用热穿孔的方式在坯锭中心先穿出一个孔,在穿孔的同 时进行轧制,将一个较大的圆坯锭加工成一段较长的粗圆管,然后进 行下一步的加工。
另一种不用挤压法生产而又是近年来被厂家大量采用生产铜管的 工艺,是对铸造出的空心铜坯锭直接轧制,目前市场上占优的是一种 被称为奥托昆普的铸轧法,采用三辊轧机大加工量的减径、减壁,生 产出的管坯在后续加工过程中表现出优良的易加工性。
也有直接采用周期式大轧机直接轧制空心坯锭的生产工方式。
所有上述介绍现行的铜管生产工艺,在生产带封闭腔的铜型材时都 沿用一种加工思路,先打出孔,后加工。也就是说现今世界各国生产 的铜管都是无缝管
无缝管的质量当然优于有缝管,但同时带来生产工艺的繁杂,能耗 的高企,也对一些形状复杂的铜型材的生产带来困难,比如说铜多孔 型材的生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有带封闭腔的铜型材只能在坯锭上先打 出孔后进行挤压、轧制等加工而提供一种真空焊合腔用组合模生产铜 多孔型材工艺及装置。
本发明技术方案如下:本发明公开一种真空焊合腔用组合模生产铜 多孔型材工艺和装置,其特征是:用常规卧式挤压机挤压带封闭腔的 铜型材时,在移动模架(13)上安装一套组合模(19),该组合模由 分流桥(20)和焊合模(21)组装而成,中间用销钉(25)定位,在分 流桥上开有分流孔,桥底平面有芯头伸出,视多孔型材的要求可以有 多个芯头,该芯头伸入到焊合模的型腔中,该型腔是一封闭曲线,通 常是圆形,该曲线和曲线中的芯头构成了所要求的挤压制品的环形空 间(参见图7);在挤压机前横梁的前端安装一真空(23),真空阀外 接真空抽气装置,挤压机前横梁外直接是封槽(18),前横梁前端 是移动模架(13)和挤压筒(11);工作时挤压力迫使挤压筒、移动 模架和挤压机前横梁紧贴在一起,挤压筒中的坯料(10)变形将移动 模架前端封闭,水封槽中的水将前横梁的出口封闭,通过真空抽气装 置将前横梁内孔和挤压模四周变成真空环境;挤压时金属坯料通过处 在真空状态下的分流桥进入焊合模,在焊合模和分流桥芯头构成的环 形空间中通过,挤压力迫使金属料焊合成一个整体通过焊合模型腔, 最终成管状或双孔状多孔状的挤压制品(24)。
附图说明
图1为铜管正向挤压机示意图。
图2为穿孔针在锭坯上穿孔示意图。
图3为组合模示意图。
图4.1为分流桥平面示意图。
图4.2为分流桥立面示意图。
图5.1为焊合模平面示意图。
图5.2为焊合模立面示意图。
图6为真空焊合腔示意图。
图7为焊合模型腔和芯头构成的双环形封闭腔。

具体实施方式

本发明的基本设计思想体现在以下几个方面。
1、本发明采用了组合模。
挤压机是一种对金属进行热加工的机器。对于不同的金属,选用不 同大小挤压力的机器,在相应的适合变形的温度下将金属从所设计的 挤压模中强行挤出,以完成金属坯料的热变形。金属被强行通过挤压 模时,会根据挤压模的形状形成金属制品的形状。当一块实心的金属 坯料通过挤压模时显然也只能形成一种其外形能展开成一个连续实 心界面的制品。如果要求通过挤压工艺在制品中形成一个中间带封闭 腔的型材,比如管材,对模具就要有不同的要求了。
铝材挤压工艺中采用的是金属坯料进入挤压模时先分流成两块或 几块,进入模腔,在高温高压下将已分流的金属坯料焊合在一起,形 成所要求的制品形状。可以是孔状的,也可以是多孔状的。金属铝的 易焊合性保证了铝型材焊合挤压的工艺的正常使用。在铝加工行业, 铝管大多数都是采用焊合模生产的,也即都是有缝管。
在铜加工行业,因为铜的易氧化性,难以采用焊合法生产,所以迄 今为止铜管生产都是采用穿孔针挤压,或是先在坯锭上打出一个孔后 再加工。
本发明采用了组合模。
本发明采用的组合模前端设计了分流桥,加热到一定温度的铜坯锭 在进入组合模分流桥时分成两块被挤入焊合腔,焊合腔边部有斜度, 以加大从分流桥出来的金属进入模腔时的焊合力;分流桥上的芯头伸 入到型腔定径带中间,由芯头和型腔形成的环形空间(图7)构成了 制品的形状,金属坯料被强行挤过此空间后就以此空间构成的形状成 为挤出制品的形状。
2、本发明采用了真空焊合腔。
本发明设计了在焊合腔周围形成真空气氛的装置。
常规的铜管挤压机现在都采用一种被称为水封挤压的工艺。铜管挤 压加工是一种热加工过程,铜坯料需要在较好的变形温度下进入挤压 变形,对纯铜而言一般加温在800度以上。在此温度下挤出的成品 迂空气就氧化,挤出制品冷却后表面有厚厚一层黑色氧化层,后续冷 加工过程先要将此氧化层去除,传统工艺是用酸洗,让金属铜露出本 色。现在的生产工艺是在挤压机前横梁出口处装上一道水槽,让挤出 材一出前梁口就进入水中,因为周围的水保护了挤出材在热状态时不 被暴露在空气中,等挤制品被从水槽中取出时已经冷却,从而使挤压 制品不被氧化。此水封装置直接将前横梁的出口封闭了。
常规的铜挤压机在挤压机前横梁入口端设计了一个移动模架,此模 架是安放挤压模的,因为挤压模要来回调整,所以此模架被设计成可 沿前横梁前端水平导轨来回移动,移到中心时可进入工作状态,移出 到一边时可更换模具或现场修理模具等。移动模架前端是挤压筒,被 要求变形的金属坯料就是装在此模筒内,挤压轴在模筒内顶住坯锭前 进,坯锭顶到模具前就会根据模具的形状产生变形。此变形是在高温 高挤压力下产生的,此时模筒、模架都被紧锁在前横梁上,挤压筒内 的金属坯料变形,将模筒和模具都封住,和外界空气隔绝。
本发明改造了挤压机前横梁,采用了对前横梁内孔用真空抽气的 工艺,前横梁前端挤压筒内变形坯料将外界空气密封,前横梁后端水 封槽中的水将外界空气密封,用真空泵对前横梁抽真空,在前横梁内 孔造成真空气氛,模具处在一种真空环境中,此时金属坯料的变形是 在无氧状态下实现的。
根据上述发明思想结合现场实施实例,参见图6可知本发明一种真 空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺采用了在真空气氛下用组合 模挤压生产铜多孔型材。
实施例选用真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺,加工外形 75×35双孔¢25(参见图7)的铜双孔型材。挤压设备用800吨双 动铜挤压机,¢150×350mm的铜坯锭,在移动模架¢230mm的模孔 内,安装一套组合模。其中分流桥直径¢175mm,2个分流孔为一边 带弧形的矩形(参见图5.2),圆弧R100,双芯,芯头长40mm,伸入 型腔部份长15mm,分流桥总高(不计双芯高)60mm;焊合模外径¢ 175mm,高度80,中间焊合腔深20(参见图4.2),形状和分流模入口 相同,即为2边带弧形边的矩形(参见图4.1),型腔高度方向沿圆弧 2边设计有10度的斜坡。
800吨挤压机前梁出口为2边带圆弧的矩形,前横梁是整体铸件, 在前横梁靠水封槽出口平面加工出M20螺孔,装一¢20真空阀接头, 前横梁本体加工出真空通道(22),通道孔径¢20,直通前横梁内孔, 挤压开始前,挤压机主柱塞通过挤压轴将坯锭送入挤压筒,坯锭前进 到挤压模前端,挤压轴上传递的挤压力将挤压筒内的坯锭镦粗,挤压 模前端形成密封状,挤压机出口处水槽内水位高于挤压机前横梁出 口,高位水将前横梁出口密封,此时启动真空泵,通过真空阀将前横 梁孔内空气抽出,约20秒后真空表显示-0.5MPa,焊合挤压开始,挤 压轴将坯料推进,从分流孔进入的金属在无氧状态进入焊合腔,高温 高压形成足够大的焊合力,坯料在焊合腔中焊合、挤出,实心金属坯 料不断从分流孔分成2半进入焊合腔,在焊合腔内又不断被挤在一 起,形成一个整体型材被挤出,完成整个组合模焊合挤压的过程。
序号名称:
1、主缸,2、床身,3、后横梁,4、主柱塞,5、穿孔缸,6、穿 孔针,7、挤压轴,8、升锭机,、9挤压垫,10、坯锭,11、挤压筒, 12、挤压模,13、移动模架,14、模垫,15、前横梁,16、挤压筒拉 杆,17、挤压筒缸,18、水封槽,19、组合模,20、分流桥,21、焊 合模,22、真空通道,23、真空阀,24、挤压制品,25、销钉。
本发明公开一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺和装置。
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