專利名稱：一種連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種可利用小能力連續(xù)擠壓機生產大規(guī)格尺寸、大寬厚比型材的模具設計及提供相應模具設備，屬于有色金屬連續(xù)擠壓技術領域。
背景技術：
銅是ー種高電導率、高散熱率的有色金屬，因此其被廣泛的運用于各種用電行業(yè)，銅及銅合金的導電排、導電母線、導電扁線更是輸變電用于電カ傳導的必備材料。隨著電子エ業(yè)的不斷發(fā)展，其對銅導電產品的導電率要求更加嚴格、產品尺寸要求更加精密。對于銅排等導電產品，國家標準要求其電阻率在彡O. 017772Qmm2/m，硬度彡HB65，密度彡8. 9g/cm3、直度<2111111/111、光潔度3.2、彎曲90°無裂紋。在滿足這些國家標準下，相關行業(yè)還對銅排提出更寬更薄的尺寸要求，即不但要求銅排橫斷面積大，而且要具有更大的寬厚比。 銅排等型材產品的生產方式主要有傳統(tǒng)擠壓、軋制、擠壓軋制相結合及連續(xù)擠壓四種方式傳統(tǒng)擠壓銅錠一還料預熱一擠壓一酸洗一矯直一多道次拉拔一退火一精整拉拔一定尺鋸切一包裝、入庫軋制銅錠一還料預熱一多道次粗軋一多道次中軋一酸洗一精整拉拔一定尺鋸切一包裝、入庫擠壓軋制結合銅錠一還料預熱一擠壓一酸洗一矯直一退火一多道次中軋一精整拉拔一定尺鋸切ー包裝、入庫連續(xù)擠壓上引銅桿一連續(xù)擠壓機一精整拉拔一定尺鋸切一檢驗一包裝、入庫其中連續(xù)擠壓技術生產銅排等導電型材具有獨特的優(yōu)勢高生產率、低投入、低污染、低能耗，同時因其產品的物理性能滿足或優(yōu)于國家標準而受到相關行業(yè)的肯定。目前連續(xù)擠壓生產銅排等導電產品的模具，在模具結構上主要是依靠設置阻流角或阻流面來控制金屬成型過程。在生產ー些較寬產品的時候通過加大阻流角或阻流面的阻流作用來調節(jié)金屬流動，但該方法效果不明顯，導致金屬在模具內部流動不均勻而出現(xiàn)產品裂邊、扭擰、彎曲等缺陷，嚴重影響成材率。并且受連續(xù)擠壓原理、設備能力以及現(xiàn)有模具設計的限制，該技術無法生產ー些更大尺寸、更大寬厚比的銅型材產品。對于ー些超出現(xiàn)有設備能力不多、市場需求不大的產品，研發(fā)及購買更大型連續(xù)擠壓機會造成浪費，只能從模具設計上想辦法。另外由于擠壓過程中，產品的成形是在高溫高壓下完成的，因此易造成模具的磨損，嚴重影響該類產品的模具壽命，間接提高了生產成本。到目前為止，現(xiàn)有的模具設計，針對550型連續(xù)擠壓機，其能生產的最寬最薄產品為204. 5mmX15mm，寬厚比為13. 63。本模具設計不僅可用于銅及其合金連續(xù)擠壓簡單型材產品的生產，同時也可用于鋁及其合金的型材的生產。發(fā)明內容本實用新型的目在于通過模具結構與尺寸的設計，為小生產能力的連續(xù)擠壓機生產出原本無法生產的大尺寸、大寬厚比的型材產品提供模具。本實用新型是ー種適用于小能力連續(xù)擠壓機對較大規(guī)格尺寸、大寬厚比的銅排、銅扁線、銅母線等實心銅型材產品的生產，通過對模具結構及尺寸的控制，減小產品成形對設備能力的要求，同時提高銅型材的成材率。設計ー種即滿足生產大寬厚比銅型材又能夠滿足現(xiàn)有550型連續(xù)擠壓機生產能力的專有模具設備，本實用新型的技術方案是模具結構具有兩個導流槽及ー個帶有阻流角α、促流角β的不等高阻流面。擴展模腔出料ロ與模具入口相連接，模具I的開ロ入口處設有形狀和尺寸與擴展模腔出口完全相同的導流槽Α2，導流槽Α2后設有導流槽Β3，將導流槽Β3利用圓弧弧度過渡到帶有阻流角的不等高阻流面4上，阻流面后設有等定徑帶5，模具出ロ處開有退刀槽6與等定徑帶相連接；導流槽B的形狀為兩端寬中間窄，寬處和窄處采用圓弧過渡連接。所述導流槽Β3外形尺寸是在產品橫截面尺寸寬度和長度上外加5mnTl5mm，然后 根據(jù)金屬流動規(guī)律，在導流槽B3橫截面兩端(即產品難成形部位遠離中心部位)寬度和長度上加大3mnT5mm，利用圓弧過渡，制成類似“啞鈴狀”。(如圖I所示)。所述不等高阻流面的高度范圍為3 18mm，沿產品寬度方向上中間寬、兩端窄，中間最寬處為10 18mm,兩端最窄處為3 8mm,由弧度過渡連接。成形容易時阻流面較窄，成形難時阻流面較寬。(如圖2所示)所述根據(jù)銅排成形的難易程度，不等高阻流面上的中間阻流角α為8° ^13°，兩端角促流角β為50°、0°。(如圖2和圖3所示)銅排較易成形時中間角度α較大，兩端角度β較小，較難成型時中間角度α較小，兩端角度β較大。所述模具可生產最大規(guī)格可以為204. 5mmX 7. 5mm (寬度X厚度)的銅排，寬厚比可達27. 27的大寬厚比型材。本專利所涉及的大寬厚比銅型材產品是指，產品橫截面面積大于1275mm2，寬厚比大于20。大寬厚比是指在寬度盡量大的情況下，生產厚度盡量薄的產品O所述產品尺寸是根據(jù)定徑帶尺寸確定。所述模具可用于連續(xù)擠壓的銅及其合金的簡單型材產品生產也可用于鋁及其合金的簡單型材生產。本實用新型的原理是連續(xù)擠壓過程中，模具入口開設的導流槽A2保證擠壓カ較小損耗地從擴展模腔進入模具，同時保護模具表面不受カ變形；為調整金屬流動方向，開設導流槽B3 ;為調節(jié)金屬流動速度，采用不等高阻流面，使中間金屬受到的摩擦力大于邊部金屬受到的摩擦カ而減小中間金屬的流動速度；模具中間阻流角角度在8° "13°阻流效果最佳，產品兩端難成形處角度開在50°、0°之間，便于金屬流動。以上設計均以滿足成形、減小擠壓カ為設計依據(jù)。和現(xiàn)有連續(xù)擠壓模具技術相比，本實用新型有以下優(yōu)點或積極效果I、本模具設計發(fā)明可以完成小能力連續(xù)擠壓機生產大規(guī)格尺寸、大寬厚比銅型材
女ロ
)PR ο2、本模具設計發(fā)明采用導流槽及變尺寸阻流面、阻流角、促流角技術，降低了產品成形所需擠壓力，在用于小規(guī)格銅型材產品連續(xù)擠壓時，可提高生產效率，且保護模具，提高模具使用壽命。3、本設計模具在銅型材生產過程中，金屬變形比原模具均勻，大大減小了由于金屬變形不均勻引起的產品橫向色差。4、本設計模具主要通過結構來控制金屬流動，結構緊湊，所需模具材料較原模具少，節(jié)約模具材料。5、本實用新型所設計的模具用于550型連續(xù)擠壓機生產205. 4mmX 7. 5mm規(guī)格的銅排，完成了寬厚比高達27. 27的銅型材生產。所生產產品物理參數(shù)滿足國家標準，能夠彎曲90°且邊部無裂紋。

圖I為本實用新型型材產品連續(xù)擠壓模具；圖2為圖I中A-A線的剖面圖； 圖3為圖I中B-B線的剖面圖。圖中各標號為I-模具，2-導流槽A，3-導流槽B，4_不等高阻流面，5_等定徑帯，6-退刀槽。
具體實施方式
實施例I :模具結構具有兩個導流槽及ー個帶有阻流角α、促流角β的不等高阻流面。擴展模腔出料ロ與模具入口相連接，模具I的開ロ入口處設有形狀和尺寸與擴展模腔出口完全相同的導流槽Α2，導流槽Α2后設有導流槽Β3，將導流槽Β3利用圓弧弧度過渡到帶有阻流角的不等高阻流面4上，阻流面后設有等定徑帶5，模具出ロ處開有退刀槽6與等定徑帶相連接。導流槽Β3外形尺寸是在產品橫截面尺寸寬度和長度上外加7mm，然后根據(jù)金屬流動規(guī)律，在導流槽B3橫截面兩端(即產品難成形部位遠離中心部位)寬度和長度上加大4mm，利用圓弧過渡，制成“啞鈴狀”。不等高阻流面的高度范圍為3 18mm，沿產品寬度方向上中間寬、兩端窄，中間最寬處為18mm,兩端最窄處為3mm,由弧度過渡連接。不等高阻流面上的中間阻流角α為10。，兩端角促流角β為50°。本實施例采用550型連續(xù)擠壓機，以204. 5mmX 7. 5mm尺寸銅排為試驗產品對所設計模具進行試驗。結果顯示，550型連續(xù)擠壓機的設備能力完全能夠滿足該設計模具生產該尺寸產品，且產品物理性能經檢驗達到國家標準，產品尺寸滿足下一道エ序要求。本模具設計使原550型連續(xù)擠壓機可以生產如204. 5mmX 7. 5mm規(guī)格的銅排產品，產品寬厚比達到27. 27。實施例2 模具結構具有兩個導流槽及ー個帶有阻流角α、促流角β的不等高阻流面。擴展模腔出料ロ與模具入口相連接，模具I的開ロ入口處設有形狀和尺寸與擴展模腔出口完全相同的導流槽Α2，導流槽Α2后設有導流槽3Β，將導流槽3Β利用圓弧弧度過渡到帶有阻流角的不等高阻流面4上，阻流面后設有等定徑帶5，模具出ロ處開有退刀槽6與等定徑帶相連接。導流槽3Β外形尺寸是在產品橫截面尺寸寬度和長度上外加5mm，然后根據(jù)金屬流動規(guī)律，在導流槽3B橫截面兩端(即產品難成形部位遠離中心部位)寬度和長度上加大3mm，利用圓弧過渡，制成“啞鈴狀”。不等高阻流面的高度范圍為5 13mm，沿產品寬度方向上中間寬、兩端窄，中間最寬處為13mm,兩端最窄處為5mm,由弧度過渡連接。不等高阻流面上的中間阻流角a為8。，兩端角促流角β為55°。[0036]本實施例采用400型連續(xù)擠壓機，以170mmX 7. 5mm尺寸銅排為試驗產品對所設計模具進行試驗。結果顯示，400型連續(xù)擠壓機的設備能力完全能夠滿足該設計模具生產該尺寸產品，且產品物理性能經檢驗達到國家標準，產品尺寸滿足下一道エ序要求。本模具設計使原400型連續(xù)擠壓機可以生產如170mmX7. 5mm規(guī)格的銅排產品，產品寬厚比達到22. 67。實施例3 模具結構具有兩個導流槽及ー個帶有阻流角α、促流角β的不等高阻流面。擴展模腔出料ロ與模具入口相連接，模具I的開ロ入口處設有形狀和尺寸與擴展模腔出口完全相同的導流槽2Α，導流槽2Α后設有導流槽3Β，將導流槽3Β利用圓弧弧度過渡到帶有阻流角的不等高阻流面4上，阻流面后設有等定徑帶5，模具出ロ處開有退刀槽6與等定徑帶相連接。導流槽3Β外形尺寸是在產品橫截面尺寸寬度和長度上外加15mm，然后根據(jù)金屬流動規(guī)律，在導流槽3B橫截面兩端(即產品難成形部位遠離中心部位)寬度和長度上加大5mm，利用圓弧過渡，制成“啞鈴狀”。不等高阻流面的高度范圍為8 10mm，沿產品寬度方向上中間寬、兩端窄，中間最寬處為13mm,兩端最窄處為5mm,由弧度過渡連接。不等高阻流面上 的中間阻流角α為13°，兩端角促流角β為90°。本實施例采用350型連續(xù)擠壓機，以80mmX 7mm尺寸銅排為試驗產品對所設計模具進行試驗。結果顯示，400型連續(xù)擠壓機的設備能力完全能夠滿足該設計模具生產該尺寸產品，且產品物理性能經檢驗達到國家標準，產品尺寸滿足下一道エ序要求。本模具設計使原400型連續(xù)擠壓機可以生產如80mmX 7mm規(guī)格的銅排產品，產品寬厚比達到11. 43。
權利要求1.一種連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，其特征在于模具結構具有兩個導流槽和一個帶有阻流角的不等高阻流面。
2.根據(jù)權利要求I所述的連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，其特征在于具體結構為模具(I)的開ロ入口處設有形狀和尺寸與擴展模腔出口完全相同的導流槽A (2)，導流槽A (2)后設有導流槽B (3)，將導流槽B (3)利用圓弧弧度過渡到帶有阻流角α、促流角β的不等高阻流面(4)上，阻流面后設有等定徑帶(5)，模具出口處開有退刀槽(6)與等定徑帶相連接；導流槽B的形狀為兩端寬中間窄，寬處和窄處采用圓弧過渡連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，其特征在于所述導流槽B (3)外形尺寸是在產品橫截面尺寸寬度和長度上外加5mnTl5mm，然后在導流槽B (3)橫截面兩端寬度和長度上加大3mnT5mm,利用圓弧過渡。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，其特征在于所述不等高阻流面的高度范圍為3 18mm，沿產品寬度方向上中間寬、兩端窄，中間最寬處為10 18mm,兩端最窄處為3 8mm,由弧度過渡連接。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，其特征在于不等高阻流面上的中間阻流角α為8。^13°，兩端角促流角β為50°、0°。
專利摘要本實用新型涉及一種連續(xù)擠壓用生產大寬厚比型材模具，模具結構具有兩個導流槽和一個帶有阻流角的不等高阻流面。可利用小能力連續(xù)擠壓機生產較大規(guī)格尺寸(大寬厚比)型材的模具，屬于金屬連續(xù)擠壓技術領域。本實用新型是在模具開口入口處，設有與擴展模腔出口完全相同形狀及尺寸的導流槽；導流槽后開有“啞鈴狀”導流槽；“啞鈴狀”導流槽后通過設計帶有8°~15°阻流角、50°~90°促流角的阻流面，高度為5mm~15mm。本實用新型涉及的模具設計方法，用于一般規(guī)格的型材產品連續(xù)擠壓生產，可以降低擠壓力，提高生產率，降低模具損耗，提高模具使用壽命。
文檔編號B21C25/02GK202606547SQ20112056074
公開日2012年12月19日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者鐘毅, 劉輝, 代娜娜, 張小青, 于孟, 王飛 申請人:昆明理工大學, 佛山市華鴻銅管有限公司