一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及銅合金連續(xù)擠壓技術及設備。一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，涉及腔體，腔體內安裝有模具，模具與支撐零件接觸，模具的進料端帶有促流角，模具的出料端帶有定徑帶，定徑帶的終端靠在模具與支撐零件的端面上，支撐零件端面上開設有凹槽，支撐零件的凹槽與模具端面形成冷卻噴嘴，支撐零件還包含有一個與冷卻噴嘴相互配合的冷卻通道，冷卻介質經由冷卻通道后通過噴嘴射出，在擠壓產品與定徑帶分離位置開始冷卻模具定徑帶端面和產品。模具結構及冷卻方法不但解決了產品表面白點問題和模具粘模問題，還可以在模具出?？诤罅⒓磳Ξa品進行冷卻，縮短產品再結晶時間，得到細晶粒組織，提高產品的抗拉強度、屈服強度和硬度。
【專利說明】一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬連續(xù)擠壓技術，尤其是銅合金連續(xù)擠壓技術及設備，用于各種有色金屬型材、線材、銅扁線、銅排、黃銅材及其它有色金屬及合金的的連續(xù)擠壓生產制造。

【背景技術】
[0002]現有的連續(xù)擠壓擠壓機，在擠壓黃銅等含有鋅等低熔點元素的合金時，由于鋅等低熔點合金熔點和沸點比較低，因此在擠壓產品出模具時溫度高于低熔點元素的沸點時，該合金元素會以氣體形式溢出并凝結在模具口，使得模具口的尺寸逐漸變小，因此導致擠壓出來的產品表面光潔度很快就變差，擠壓出來的產品尺寸也逐漸變小，這一現象在黃銅熱擠壓行業(yè)內叫做“粘?！?，粘模是目前黃銅連續(xù)擠壓的技術瓶頸之一。黃銅連續(xù)擠壓的另一個技術瓶頸是擠壓出來的產品表面局部有鋅析出，表現在產品上是產品外表面有“白點”。白點的本質性質是黃銅在擠壓條件下，坯料溫度超過了鋅的熔化溫度，使得未充分合金化的鋅在高溫下熔化，并富集到產品表面，在局部形成鋅點。粘模和白點使得連續(xù)擠壓產品尺寸不穩(wěn)定，產品質量不合格，因此限制了連續(xù)擠壓技術在黃銅加工領域的應用。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為了解決黃銅連續(xù)擠壓的粘模和白點難題，提供一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，尤其適合應用于黃銅的連續(xù)擠壓。本發(fā)明不但解決了傳統(tǒng)連續(xù)擠壓技術在擠壓類似于黃銅這樣銅合金時存在的產品質量問題，還大幅度提高了模具的使用壽命，降低生產成本，具有顯著的經濟效益和社會效益。
[0004]本發(fā)明為實現上述目的所采用的技術方案是:一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，涉及腔體，腔體內安裝有模具，模具與支撐零件接觸，模具的進料端帶有促流角，模具的出料端帶有定徑帶，定徑帶的終端在模具與支撐零件的端面上，支撐零件端面上開設有凹槽，支撐零件的凹槽與模具端面形成冷卻噴嘴，支撐零件還包含有一個與冷卻噴嘴相互配合的冷卻通道，冷卻介質經由冷卻通道后通過噴嘴射出，在擠壓產品與定徑帶分離位置開始冷卻模具定徑帶端面和產品。
[0005]所述支撐零件采用單一腔體蓋，凹槽開設在與模具接觸的腔體蓋端面上；或者腔體蓋和支撐墊組合，支撐墊端面與模具接觸，凹槽在與模具接觸的支撐墊端面上。
[0006]所述模具由模芯和模具外套過盈裝配構成。
[0007]所述促流角的角度β值為20°到60° ;優(yōu)選30°。
[0008]所述冷卻介質采用氮氣，冷卻水，或者添加有銅抗氧化劑和還原劑的冷卻水。
[0009]所述模具采用熱作模具鋼、硬質合金或者鈷基合金制造，優(yōu)選采用硬質合金和鈷基合金。
[0010]所述腔體蓋和支撐墊，采用熱作模具鋼制造，優(yōu)選Η13鋼制造。
[0011]所述冷卻通道，從靴座經過支撐零件進入腔體，通過噴嘴，冷卻介質直接冷卻到模具定徑帶終端表面和擠壓出來的產品。
[0012]所述噴嘴采用半圓形凹槽，凹槽的半徑小于2mm，凹槽的數量不少于2個，凹槽在腔體蓋上的分布，以模具定徑帶周邊等距分布為佳，凹槽的位置在模具定徑帶側端面與腔體蓋端面接觸的腔體蓋端面上。
所述冷卻介質的壓力不小于0.1MPa，流量不小于20cm3/小時。
[0013]本發(fā)明不改變現有連續(xù)擠壓機原理，經過改進結構，與同類產品相比具有顯著的效果:
1.本發(fā)明包括腔體、模具、腔體蓋等至少三個零件。模具是有一個帶有促流角且模具定徑帶終端在與腔體蓋或者模具支撐墊接觸的模具端面上；腔體上有冷卻通道，在腔體蓋或者模具支撐墊與模具定徑帶接觸的端面上有冷卻介質噴嘴，冷卻介質在擠壓產品與模具定徑帶分離的位置通過噴嘴開始對模具定徑帶和產品進行噴射冷卻。
[0014]利用冷卻介質的強力吹掃作用，將氣化鋅冷凝所產生的聚集在模具定徑帶附近結晶鋅和氧化鋅去除，解決模具口處的粘模問題。
[0015]2.本發(fā)明把模具定徑帶設置在靠近腔體蓋或支撐墊的端面，可以將冷卻介質直接噴射到模具的定徑帶，因此模具的定徑帶處溫度大幅度降低，可以提高模具的耐磨性和降低產品擠出模具的溫度，減少鋅析出并提高模具使用壽命，來解決黃銅連續(xù)擠壓過程中的白點問題。
[0016]3.本發(fā)明利用在模具入口增加一個促流角降低擠壓變形阻力，進而降低產品擠出模具口的溫度，減少鋅的洗出。
[0017]4.所述模具采用硬質合金或者鈷基合金制造模具時，在硬質合金或者鈷基合金外圓應加一個熱作模具鋼的外套，對模芯施加一個預應力，避免模芯開裂。
[0018]5.所述噴嘴凹槽數量和尺寸不宜過大，否則會影響腔體蓋對模具端面的支撐強度，進而影響模具壽命。
6.冷卻介質的壓力一般不小于0.1MPa，流量不小于20cm3/小時。冷卻介質管路上應配有壓力或者流量調節(jié)閥，以調節(jié)冷卻強度，冷卻強度過大會導致模具和坯料溫度過低，導致產品無法擠出，或者導致擠壓能耗過大及擠壓輪、腔體因擠壓力增大和溫度上升導致的壽命過低。
[0019]7.所述的模具結構及冷卻方法不但解決了產品表面白點問題和模具粘模問題，還可以在模具出?？诤罅⒓磳Ξa品進行冷卻，縮短產品再結晶時間，得到細晶粒組織，提高產品的抗拉強度、屈服強度和硬度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明銅合金連續(xù)擠壓裝置圖；
圖2為本發(fā)明銅合金連續(xù)擠壓腔體模具和冷卻噴嘴結構示意圖；
圖3為本發(fā)明模具結構圖；
圖4 Ca)為本發(fā)明腔體蓋結構圖，圖4 (b)為(a)的A向視圖；
圖5為本發(fā)明支撐零件采用腔體蓋和支撐墊的連續(xù)擠壓裝置結構示意圖。
[0021 ] 圖中，I擠壓輪，2主軸，3擠壓輪溝槽，4壓實輪，5進料導板，6靴座，7腔體基體，8腔體蓋，9模具，10擋料塊，11促流角，12噴嘴，13模具與腔體蓋接合面，14腔體進料口，15冷卻水通道，16擠壓輪圓柱面，17模芯，18模具外套，19定徑帶，20支撐墊。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于具體實施例。
[0023]實施例1
如圖1所示的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，旋轉擠壓輪I安裝在主軸2上，由主軸2驅動擠壓輪I旋轉，坯料送入擠壓輪溝槽3，經過壓實輪4將坯料壓入擠壓輪溝槽3，在坯料與擠壓輪溝槽3側壁摩擦力驅動下，坯料經過進料導板5向前運動到擋料塊10，在擋料塊10的阻擋下，坯料通過腔體進料口 14進入腔體7，通過促流角11經過模具9的定徑帶19擠壓出產品。
[0024]進料導板5安裝在腔體7和靴座6之間，用壓板固定。擠壓輪圓柱面16與腔體基體密封面間留有0.3mm到0.8mm的間隙,保證擠壓輪圓柱面16和腔體基體密封面間不會發(fā)生直接接觸，同時可以有效控制溢料量。
[0025]如圖2所示，所述腔體7內安裝有模具9，通過腔體蓋8固定，腔體蓋8與腔體7之間，用螺釘固定，組裝好的腔體安裝在靴座6內。
[0026]如圖3所示，模具9由模芯17和模具外套18組成，模芯17和模具外套采用適量的過盈配合，以避免模具在工作壓力下開裂。模具9的模芯17上有促流角11，促流角進料口比出料口直徑大，形成漸縮形，以降低擠壓力和坯料擠壓出模具的溫度。促流角11的角度β值30°。
[0027]如圖4所示，在腔體蓋8上有凹槽，腔體蓋和模具裝配后，凹槽形成噴嘴12，噴嘴12為圓弧形凹槽，在模具定徑帶19圓周方向均勻分布。噴嘴12噴出的冷卻水通過靴座孔直接回到產品冷卻水槽內。
[0028]模具定徑帶19的終端在模具與腔體蓋結合面13上，可以將冷卻介質直接冷卻冷卻到模具的定徑帶端面，因此模具的定徑帶19處溫度大幅度降低，可以提高模具9的耐磨性和降低產品出模具的溫度，減少鋅析出并提高模具使用壽命，來解決黃銅連續(xù)擠壓過程中的白點問題。
[0029]實施例2
如圖5所示的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，基本結構與實施例1相同，不同的是為了使得支撐零件得到通用，支撐零件采用腔體蓋與支墊組合結構，在腔體蓋8和模具9之間增加一個支撐墊20，將原來在腔體蓋上的噴嘴12凹槽制造在支撐墊上。
[0030]采用上述實施例1和2的銅合金連續(xù)擠壓裝置，在250型連續(xù)擠壓機上，以直徑8mm的H62、H65黃銅園桿，腔體7采用GH4169鎳基高溫合金，擋料塊10采用熱作模具鋼，模芯17采用鈷基合金，模具外套18采用H13熱作模具剛，促流角β為30°，模具定徑帶長度為2mm,實現了黃銅扁線1.45mmX6.4mm電源插頭扁線的擠壓生產，同時還實現了拉鏈扁線、拉鏈上止、下止Y形異型材的擠壓，并已經應用于工業(yè)化生產，徹底解決了黃銅連續(xù)擠壓過程中的粘模和白點技術難題，取得了很好的經濟效益和設備效益。
【權利要求】
1.一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，腔體內安裝有模具，模具與支撐零件接觸，其特征是:模具的進料端帶有促流角，模具的出料端帶有定徑帶，定徑帶的終端在模具與支撐零件的端面上，支撐零件端面上開設有凹槽，支撐零件的凹槽與模具端面形成冷卻噴嘴，支撐零件還包含有一個與冷卻噴嘴相互配合的冷卻通道，冷卻介質經由冷卻通道后通過噴嘴射出，在擠壓產品與定徑帶分離位置開始冷卻模具定徑帶端面和產品。
2.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述支撐零件采用單一腔體蓋，凹槽開設在與模具接觸的腔體蓋端面上；或者腔體蓋和支撐墊組合，支撐墊端面與模具接觸，凹槽在與模具接觸的支撐墊端面上。
3.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述模具由模芯和模具外套過盈裝配構成。
4.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述促流角的角度β值為20°到60° ;優(yōu)選30°。
5.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述冷卻介質采用氮氣，冷卻水，或者添加有銅抗氧化劑和還原劑的冷卻水。
6.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述模具采用熱作模具鋼、硬質合金或者鈷基合金制造，優(yōu)選采用硬質合金和鈷基合金。
7.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述腔體蓋和支撐墊，采用熱作模具鋼制造，優(yōu)選Η13鋼制造。
8.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述冷卻通道，從靴座經過支撐零件進入腔體，通過噴嘴，冷卻介質直接冷卻到模具定徑帶終端表面和擠壓出來的產品。
9.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述噴嘴采用半圓形凹槽，凹槽的半徑小于2mm，凹槽的數量不少于2個，凹槽在腔體蓋上的分布，以模具定徑帶周邊等距分布為佳，凹槽的位置在模具定徑帶側端面與腔體蓋端面接觸的腔體蓋端面上。
10.根據權利要求1所述的一種擠壓銅合金的連續(xù)擠壓裝置，其特征是:所述冷卻介質的壓力不小于0.1MPa，流量不小于20cm3/小時。
【文檔編號】B21C25/02GK104148431SQ201410311337
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】閆志勇, 韓景全, 易飛, 裴久楊, 劉元文, 張旭, 宋寶韞 申請人:大連康豐科技有限公司