專利名稱：一種銅質(zhì)h型滑觸線的制造模具及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑觸線，尤其涉及一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具及其方法。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)的發(fā)展，在起重機(jī)行業(yè)，對起重機(jī)供電系統(tǒng)提出了更高的要求。原來鋁質(zhì)的H型滑觸線，雖然比更早的角鐵滑觸線要好，但在耐高溫、抗氧化等性能上存在很大的問題。尤其在工作中，鋁質(zhì)的H型滑觸線中的不銹鋼鑲條(增加耐磨性)隨著空間溫度的變化經(jīng)常跳出，因此極大程度上影響了正常的工作，甚至?xí)虼嗽斐奢^嚴(yán)重的事故。雖然鋁質(zhì)滑觸線目前仍有使用，但是紫銅(T2 ) H型滑觸線在使用性能的技術(shù)指標(biāo)優(yōu)勢上較鋁質(zhì)制品是顯著的。銅質(zhì)H型滑觸線與鋁質(zhì)H型滑觸線形狀相近，但因材質(zhì)加工溫度不同致使加工工藝，模具材質(zhì)和結(jié)構(gòu)截然不同。銅材熱擠壓溫度為850°C左右。國產(chǎn)熱模鋼工作溫度在600°C不能滿足銅質(zhì)H型滑觸線的制造工藝要求。·有鑒于此，如何設(shè)計一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具及其方法，以獲得性能較佳的銅質(zhì)H型滑觸線，是業(yè)內(nèi)人士亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中，國產(chǎn)熱模鋼工作的溫度，無法滿足銅質(zhì)H型滑觸線熱擠壓的溫度和由于材質(zhì)不同導(dǎo)致鋁、銅質(zhì)H型滑觸線的工藝截然不同等缺陷，本發(fā)明提供了一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具及其方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其中，包括熱擠壓模，包括熱擠壓底模，具有第一容置空間；以及由合金鋼制成的模芯，嵌合于所述第一容置空間內(nèi)，所述模芯具有不規(guī)則H型型腔，所述不規(guī)則H型型腔包括中間具有開口朝上的連接臂，所述開口具有第一夾角；分別連接于所述連接臂兩側(cè)上端的兩上臂，兩所述上臂之間具有第二夾角，且兩所述上臂的上端具有相向設(shè)置的第一凸臺；以及分別連接于所述連接臂兩側(cè)下端的兩下臂，所述兩下臂之間具有第三夾角，且兩所述下臂的下端具有相向設(shè)置的第二凸臺，所述下臂的長度大于所述上臂的長度；以及冷拉模，包括冷拉底模，具有第二容置空間；嵌合于所述第二容置空間上部的凸襯芯；以及嵌合于所述第二容置空間下部的凹襯芯，并且與所述凸襯芯相匹配，所述凸襯芯與所述凹襯芯之間具有間距；其中，所述凸襯芯下部的外側(cè)、所述凹襯芯上部的外側(cè)與所述冷拉底模的內(nèi)側(cè)之間也具有間距以圍成所述不規(guī)則H型型腔。
優(yōu)選地，所熱擠壓底模由合金鋼制成。優(yōu)選地，所述合金鋼的耐溫范圍為800 900°C。優(yōu)選地，所述模芯通過鉚釘銷固定于所述熱擠壓底模上。優(yōu)選地，所述第一夾角的范圍為120 150°。優(yōu)選地，所述第一夾角為125°。優(yōu)選地，所述第二夾角的范圍為10 15°。優(yōu)選地，所述第三夾角的范圍為25 35°。
優(yōu)選地，所述第三夾角的范圍為30°。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種制造上述銅質(zhì)H型滑觸線的方法，其中，包括以下步驟熔煉銅板材制成銅錠，其中，所述銅錠的含氧量為小于20ppm，所述銅錠的導(dǎo)電率為 56% 58% ；利用所述熱擠壓模擠壓所述銅錠形成銅質(zhì)H型滑觸線毛坯，其中，將所述銅錠加熱至800 900 °C ；將所述銅質(zhì)H型滑觸線毛坯頭部熱鍛成型；采用所述冷拉模冷拉所述銅質(zhì)H型滑觸線毛坯；以及檢測、校正、定尺以形成所述銅質(zhì)H型滑觸線。本發(fā)明的優(yōu)點是利用合金鋼制成耐高溫的熱擠壓模，以對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯進(jìn)行熱擠壓，提高了模具的耐高溫性能，從而能夠滿足制造銅質(zhì)H型滑觸線熱擠壓時的溫度需求，并且設(shè)計合理的擠壓工藝形狀，以提高熱擠壓模具的使用壽命。并采用獨特的無芯棒冷拉模具和通過設(shè)置凸襯芯和凹襯芯兩個襯芯以避免拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線發(fā)生扭曲。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I示出了依據(jù)本發(fā)明的一個方面銅質(zhì)H型滑觸線的熱擠壓模的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了圖I中不規(guī)則H型型腔的截面圖。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的一個方面銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4示出了圖3中第二容置空間的截面圖。圖5不出了圖3中凸襯芯及凹襯芯的截面圖。圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的另一個方面制造銅質(zhì)H型滑觸線的方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖I示出了依據(jù)本發(fā)明的一個方面銅質(zhì)H型滑觸線的熱擠壓模的結(jié)構(gòu)示意圖。銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具包括熱擠壓過程中的熱擠壓模I和冷拉過程中的冷拉模2 (見圖3所示)。參照圖1，熱擠壓模I包括熱擠壓底模10、模芯11。其中，熱擠壓底模10具有第一容置空間(未標(biāo)不)。模芯11由合金鋼制成，本實施例中，合金鋼的耐溫范圍為800 9000C，更具體的，例如850°C。另外，合金鋼可以由TJM特種鋼與3Cr2W8V熱模鋼混合制成，因此，可以滿足在制造銅質(zhì)H型滑觸線時的溫度需求。模芯11嵌合于第一容置空間內(nèi)，并且通過鉚釘銷111固定于熱擠壓底模10上。模芯11具有不規(guī)則H型型腔12。圖2示出了圖I中不規(guī)則H型型腔的截面圖。參照圖2，不規(guī)則H型型腔12包括連接臂121、兩個上臂122及兩個下臂123。其中，連接臂121的中間具有朝上的開口 124，并且開口 124具有第一夾角α，第一夾角α的范圍可以為120 150° ,具體的,本實施例中，第一夾角α為125°。兩個上臂122分別連接于連接臂121兩側(cè)的上端，并且兩個上臂 122之間具有第二夾角β，第二夾角β的范圍可以為10 15°，具體的，本實施例中，第二夾角β為I 2°。另外，兩個上臂122的上端具有相向設(shè)置的第一凸臺125。兩個下臂123分別連接于連接臂121兩側(cè)的下端，并且兩各下臂之間具有第三夾角Υ，第三夾角Υ的范圍可以為25 35°，具體的，本實施例中，第三夾角Y為30°。兩個上臂122之間設(shè)置有第二夾角β及兩個下臂123之間設(shè)置有第三夾角Y，可以增加銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具的強(qiáng)度。另外，兩個下臂123的下端具有相向設(shè)置的第二凸臺126，每一下臂123的長度大于每一上臂122的長度。從圖2中，可以看出，不規(guī)則H型型腔12是以線a為對稱軸的軸對稱圖形。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的一個方面銅質(zhì)H型滑觸線的冷拉模的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖3，冷拉模2包括冷拉底模20、凸襯芯21及凹襯芯22。其中，冷拉底模20具有第二容置空間23 (見圖4所示)。凸襯芯21嵌合于第二容置空間23的上部，凹襯芯22則嵌合于第二容置空間23的下部，并且凸襯芯21與凹襯芯22相匹配，凸襯芯21與凹襯芯22之間相隔一距離，另外，凸襯芯21下部的外側(cè)與冷拉底模20的內(nèi)側(cè)之間具有間距，凹襯芯22上部的外側(cè)與冷拉底模20的內(nèi)側(cè)之間也具有間距，因此，凸襯芯21下部的外側(cè)、凹襯芯22上部的外側(cè)與冷拉底模20的內(nèi)側(cè)之間也圍成一個不規(guī)則H型型腔。圖4示出了圖3中第二容置空間的截面圖。參照圖4，第二容置空間23由邊311、邊 312、邊 313、邊 314、邊 315、邊 316、邊 317、邊 318、邊 319、邊 320、邊 321、邊 322、邊 323、邊324及邊325構(gòu)成，并且第二容置空間是以線b為對稱軸的軸對稱圖形。圖5不出了圖3中凸襯芯及凹襯芯的截面圖。參照圖5,凸襯芯21的橫截面由邊211、邊212、邊213、邊214、邊215、邊216、邊217、邊218及邊219構(gòu)成。繼續(xù)參照圖5，凹襯芯22的橫截面由邊221、邊222、邊223、邊224、邊225、邊226、邊227、邊228及邊229構(gòu)成，并且凸襯芯21與凹襯芯22的橫截面都是以線c為對稱軸的軸對稱圖形。在制造銅質(zhì)H型滑觸線的冷拉工藝中，凸襯芯21與凹襯芯22相互配合并隨著銅質(zhì)H型滑觸線運(yùn)動，銅質(zhì)H型滑觸線定型于凸襯芯21與凹襯芯22之間的不規(guī)則H型型腔內(nèi)，因此可以避免使用芯棒，并且銅質(zhì)H型滑觸線在冷拉過程中不會因其過長而產(chǎn)生扭曲。圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的另一個方面制造銅質(zhì)H型滑觸線的方法的流程圖。參照圖6，制造銅質(zhì)H型滑觸線的方法包括以下步驟
步驟SI :熔煉銅板材制成銅錠。以板材電解銅為原材料，在半連續(xù)鑄錠設(shè)備上完成制錠，形成圓柱體銅錠。在此制程中保證圓柱體銅錠的含氧量為小于20ppm，圓柱體銅錠的導(dǎo)電率為56% 58%。步驟S2 :利用熱擠壓模擠壓銅錠形成銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。將銅錠加熱至800 900 0C，采用液壓擠壓機(jī)，通過熱擠壓模I將銅錠擠壓以穿過不規(guī)則H型型腔12，為此獲得具有不規(guī)則H型的銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。步驟S3 :將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯頭部熱鍛成型。將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯的頭部經(jīng)過熱鍛使其成型，以滿足下面的冷精拉工序的頭部夾持要求。步驟S4 :采用冷拉模冷拉銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。在拉伸機(jī)上對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯冷擠拉伸，銅質(zhì)H型滑觸線毛坯穿過不規(guī)則H型型腔，并且凸襯芯21與凹襯芯22會隨之運(yùn)動，因此，就無需設(shè)置較長的芯棒，并且避免了因制造出來的銅質(zhì)H型滑觸線過長而發(fā)生的扭曲?！?br> 步驟S5 :檢測、校正、定尺以形成銅質(zhì)H型滑觸線。檢測上述經(jīng)精拉過的銅質(zhì)H型滑觸線毛坯的導(dǎo)電率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、幾何公差精度等。清除冷擠拉伸工序帶來的表面油污。并且，校正冷擠拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)生的扭曲。最后，截去銅質(zhì)H型滑觸線兩端，獲得銅質(zhì)H型滑觸線成品，一般銅質(zhì)H型滑觸線為6米。實施例I首先，以板材電解銅為原材料，在半連續(xù)鑄錠設(shè)備上完成制錠，形成圓柱體銅錠。在此過程中控制圓柱體銅錠的含氧量為20ppm，圓柱體銅錠的導(dǎo)電率為56%。然后，由于熱擠壓模的耐溫范圍為800 900°C，因此可以將銅錠加熱至800°C，用液壓擠壓機(jī)將銅錠擠壓，銅錠穿過熱擠壓模的不規(guī)則H型型腔，獲得具有不規(guī)則H型的銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。接著，將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯的頭部經(jīng)過熱鍛使其成型，以滿足下面的冷精拉工序的頭部夾持要求。在拉伸機(jī)上對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯冷擠拉伸，使銅質(zhì)H型滑觸線毛坯穿過不規(guī)則H型型腔，并且凸襯芯21與凹襯芯22會隨之運(yùn)動，因此，就無需設(shè)置較長的芯棒，并且避免了因制造出來的銅質(zhì)H型滑觸線過長而發(fā)生的扭曲。然后，對上述銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)品的導(dǎo)電率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、幾何公差精度等進(jìn)行檢測，并清除冷擠拉伸工序帶來的表面油污。另外，校正冷擠拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)生的扭曲。最后，截去銅質(zhì)H型滑觸線的兩端，獲得銅質(zhì)H型滑觸線成品，本實施例中，銅質(zhì)H型滑觸線取6米。實施例2首先，以板材電解銅為原材料，在半連續(xù)鑄錠設(shè)備上完成制錠，形成圓柱體銅錠。在此過程中控制圓柱體銅錠的含氧量為19ppm，圓柱體銅錠的導(dǎo)電率為57%。然后，由于熱擠壓模的耐溫范圍為800 900°C，因此可以將銅錠加熱至900°C，用液壓擠壓機(jī)將銅錠擠壓，銅錠穿過熱擠壓模的不規(guī)則H型型腔，獲得具有不規(guī)則H型的銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。接著，將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯的頭部經(jīng)過熱鍛使其成型，以滿足下面的冷精拉工序的頭部夾持要求。在拉伸機(jī)上對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯冷擠拉伸，使銅質(zhì)H型滑觸線毛坯穿過不規(guī)則H型型腔，并且凸襯芯21與凹襯芯22會隨之運(yùn)動，因此，就無需設(shè)置較長的芯棒，并且避免了因制造出來的銅質(zhì)H型滑觸線過長而發(fā)生的扭曲。然后，對上述銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)品的導(dǎo)電率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、幾何公差精度等進(jìn)行檢測，并清除冷擠拉伸工序帶來的表面油污。另外，校正冷擠拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)生的扭曲。最后，截去銅質(zhì)H型滑觸線的兩端，獲得銅質(zhì)H型滑觸線成品，本實施例中，銅質(zhì)H型滑觸線取6米。實施例3首先，以板材電解銅為原材料，在半連續(xù)鑄錠設(shè)備上完成制錠，形成圓柱體銅錠。在此制程中控制圓柱體銅錠的含氧量為18ppm，圓柱體銅錠的導(dǎo)電率為56%。然后，由于熱擠壓模的耐溫范圍為800 900°C，因此可以將銅錠加熱至850°C，用液壓擠壓機(jī)將銅錠擠壓，銅錠穿過熱擠壓模的不規(guī)則H型型腔，獲得具有不規(guī)則H型的銅質(zhì)H型滑觸線毛坯。接著，將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯的頭部經(jīng)過熱鍛使其成型，以滿足下面的冷精拉工序的頭部夾持要求。在拉伸機(jī)上對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯冷擠拉伸，使銅質(zhì)H型滑觸線毛坯穿過不規(guī)則H型型腔，并且凸襯芯21與凹襯芯22會隨之運(yùn)動，因此，就無需設(shè)置較長的芯棒，并且避免 了因制造出來的銅質(zhì)H型滑觸線過長而發(fā)生的扭曲。然后，對上述銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)品的導(dǎo)電率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、幾何公差精度等進(jìn)行檢測，并清除冷擠拉伸工序帶來的表面油污。另外，校正冷擠拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線產(chǎn)生的扭曲。最后，截去銅質(zhì)H型滑觸線的兩端，獲得銅質(zhì)H型滑觸線成品，本實施例中，銅質(zhì)H型滑觸線取6米。本發(fā)明的優(yōu)點是利用合金鋼制成耐高溫的熱擠壓模，以對銅質(zhì)H型滑觸線毛坯進(jìn)行熱擠壓，提高了模具的耐高溫性能，從而能夠滿足制造銅質(zhì)H型滑觸線熱擠壓時的溫度需求，并且設(shè)計合理的擠壓工藝形狀，以提高熱擠壓模具的使用壽命。并采用獨特的無芯棒冷拉模具和通過設(shè)置凸襯芯和凹襯芯兩個襯芯以避免拉伸過程中銅質(zhì)H型滑觸線發(fā)生扭曲。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，包括 熱擠壓模，包括 熱擠壓底模，具有第一容置空間；以及 由合金鋼制成的模芯，嵌合于所述第一容置空間內(nèi)， 所述模芯具有不規(guī)則H型型腔，所述不規(guī)則H型型腔包括 中間具有開口朝上的連接臂，所述開口具有第一夾角； 分別連接于所述連接臂兩側(cè)上端的兩上臂，兩所述上臂之間具有第二夾角，且兩所述上臂的上端具有相向設(shè)置的第一凸臺；以及 分別連接于所述連接臂兩側(cè)下端的兩下臂，所述兩下臂之間具有第三夾角，且兩所述下臂的下端具有相向設(shè)置的第二凸臺，所述下臂的長度大于所述上臂的長度；以及冷拉模，包括 冷拉底模，具有第二容置空間； 嵌合于所述第二容置空間上部的凸襯芯；以及 嵌合于所述第二容置空間下部的凹襯芯，并且與所述凸襯芯相匹配，所述凸襯芯與所述凹襯芯之間具有間距； 其中，所述凸襯芯下部的外側(cè)、所述凹襯芯上部的外側(cè)與所述冷拉底模的內(nèi)側(cè)之間也具有間距以圍成所述不規(guī)則H型型腔。
2.如權(quán)利要求I所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所熱擠壓底模由合金鋼制成。
3.如權(quán)利要求I所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述合金鋼的耐溫范圍為800 9000C ο
4.如權(quán)利要求I所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述模芯通過鉚釘銷固定于所述熱擠壓底模上。
5.如權(quán)利要求I所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述第一夾角的范圍為 120 150。。
6.如權(quán)利要求5所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述第一夾角為.125。。
7.如權(quán)利要求I至6任一項所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述第二夾角的范圍為10 15°。
8.如權(quán)利要求I至6任一項所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述第三夾角的范圍為25 35°。
9.如權(quán)利要求8所述的銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具，其特征在于，所述第三夾角的范圍為 30。。
10.一種制造如權(quán)利要求I至9任一項所述的銅質(zhì)H型滑觸線的方法，其特征在于，包括以下步驟 熔煉銅板材制成銅錠，其中，所述銅錠的含氧量為小于20ppm，所述銅錠的導(dǎo)電率為.56% 58% ； 利用所述熱擠壓模擠壓所述銅錠形成銅質(zhì)H型滑觸線毛坯，其中，將所述銅錠加熱至.800 900。。；將所述銅質(zhì)H型滑觸線毛坯頭部熱鍛成型；采用所述冷拉模冷拉所述銅質(zhì)H型滑觸線毛坯；以及檢測、校正、定 尺以形成所述銅質(zhì)H型滑觸線。
全文摘要
本發(fā)明提出一種銅質(zhì)H型滑觸線的制造模具及其方法，模具包括熱擠壓模及冷拉模。熱擠壓模具有不規(guī)則H型型腔，具有開口，開口具有第一夾角。連接連接臂兩側(cè)上端的兩上臂，兩上臂具有第二夾角。連接連接臂兩側(cè)下端的兩下臂，兩下臂具有第三夾角。冷拉模具有雙襯芯。形成不規(guī)則H型型腔。熔煉銅板材制成銅錠，銅錠的含氧量為小于20ppm，銅錠的導(dǎo)電率為56%～58%；利用熱擠壓模擠壓銅錠形成銅質(zhì)H型滑觸線毛坯，將銅錠加熱至800～900℃；將銅質(zhì)H型滑觸線毛坯頭部熱鍛成型；采用冷拉模冷拉銅質(zhì)H型滑觸線毛坯，冷拉模具有雙襯芯；檢測、校正、定尺以形成銅質(zhì)H型滑觸線。本發(fā)明可增加模具的耐溫性以獲得性能較佳產(chǎn)品。
文檔編號B21C25/02GK102941238SQ201210432179
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者施建平 申請人:上海智溢金屬材料有限公司