BR112015006775B1

BR112015006775B1 - array set

Info

Publication number: BR112015006775B1
Application number: BR112015006775-1A
Authority: BR
Inventors: Mark R Denilson
Original assignee: Manchester Copper Products,Llc
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2022-05-03
Also published as: AR093009A1; AU2013329044B2; KR102195229B1; US20140102159A1; ES2845300T3; HK1213840A1; HK1212946A1; CN104936714B; BR112015006775A2; CN104936714A; CA2887230A1; IN2015DN01843A; EP2906371A4; MX2015004146A; PL2906371T3; WO2014059293A1; KR20150067245A; JP2015536243A; JP6357160B2; RU2015117640A

Abstract

CONJUNTO DE MATRIZ DE PRENSA DE EXTRUSÃO. A presente invenção refere-se a sistemas, dispositivos e métodos para a extrusão contínua de tarugos de material. Um conjunto de matriz para a extrusão em prensa de um material inclui uma pluralidade de placas de matriz formando um corpo de matriz. O corpo de matriz tem uma entrada e uma saída com um diâmetro menor do que a entrada, com uma superfície afunilada entre a entrada e a saída. Cada placa de matriz tem um furo central com uma superfície interna afunilada, e as superfícies internas formam uma superfície afunilada que se estende a partir da entrada até a saída. Uma base é acoplada ao corpo de matriz, e a rotação da base causa a rotação do corpo de matriz. Um tarugo prensado no corpo de matriz é aquecido por atrito entre a superfície interna e a superfície externa do tarugo. O tarugo é aquecido a uma temperatura deformável e é extrudado em um produto de tubo à medida que o tarugo é prensado a partir da entrada até a saída do corpo de matriz.EXTRUSION PRESS MATRIX ASSEMBLY. The present invention relates to systems, devices and methods for the continuous extrusion of billets of material. A die assembly for press extrusion of a material includes a plurality of die plates forming a die body. The die body has an inlet and outlet with a smaller diameter than the inlet, with a tapered surface between the inlet and outlet. Each die plate has a central hole with a tapered inner surface, and the inner surfaces form a tapered surface that extends from the inlet to the outlet. A base is attached to the matrix body, and rotation of the base causes rotation of the matrix body. A billet pressed into the die body is heated by friction between the inner surface and the outer surface of the billet. The billet is heated to a deformable temperature and extruded into a tube product as the billet is pressed from the inlet to the outlet of the die body.

Description

FUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[001] Material de tubulação, tal como uma tubulação de metal formada de cobre, alumínio, liga metálica, ou de outros materiais, é fabricado frequentemente por processo de extrusão. Em um processo de extrusão, um grande bloco de metal, chamado de um tarugo, é trabalhado através de uma estrutura de matriz tendo uma configuração circular ou outra configuração com uma abertura menor do que o tamanho do tarugo usado para formar o material de tubulação. O tarugo pode ser pré-aquecido a uma alta temperatura antes de uma haste de perfuração ser forçada através do centro do tarugo para formar um canal através dele. Uma grande pressão, tipicamente na ordem de 6,89 MPa a 689 MPa (1.000 libras/polegada ao quadrado a 100.000 libras/polegada ao quadrado) é então aplicada ao tarugo para forçar o material pré-aquecido sobre a haste de perfuração e através da abertura da matriz. A pressão força o material a deformar e extrudar, saindo por trás da matriz como um tubo com um diâmetro similar ao diâmetro da abertura da matriz.[001] Piping material, such as metal piping formed from copper, aluminum, metal alloy, or other materials, is often manufactured by an extrusion process. In an extrusion process, a large block of metal, called a billet, is worked through a die structure having a circular configuration or other configuration with an opening smaller than the size of the billet used to form the pipe material. The billet can be preheated to a high temperature before a drill rod is forced through the center of the billet to form a channel through it. A large pressure, typically on the order of 6.89 MPa to 689 MPa (1,000 pounds/inch squared to 100,000 pounds/inch squared) is then applied to the billet to force the preheated material over the drill rod and through the hole. matrix opening. The pressure forces the material to deform and extrude, exiting behind the die as a tube with a diameter similar to the diameter of the die opening.

[002] De modo a produzir grandes quantidades de tubulação de metal por extrusão, não necessárias grandes máquinas de fabricação e grandes tarugos também, e os tarugos usados no processo de extrusão para criar a tubulação de metal frequentemente alcançam ou ultrapassam um peso de 453,59 Kg (1000 libras). O tamanho das máquinas e dos tarugos requer grandes instalações de fabricação para produzir a tubulação, e as exigências de tamanho do processo de extrusão leva a grandes custos de inicialização e de manutenção para a operação de fabricação. Ademais, limitações dos processos, tais como a extrusão de somente um tarugo em um dado tempo, levam a ineficiências a partir do tamanho dos tarugos.[002] In order to produce large quantities of metal pipe by extrusion, large fabrication machines and large billets are not required as well, and the billets used in the extrusion process to create the metal pipe often reach or exceed a weight of 453, 59 kg (1000 pounds). The size of the machines and billets requires large fabrication facilities to produce the pipe, and the size requirements of the extrusion process lead to large start-up and maintenance costs for the fabrication operation. Furthermore, process limitations, such as the extrusion of only one billet at a given time, lead to inefficiencies from the size of the billets.

SUMMARY OF THE INVENTION

[003] A presente invenção descreve aqui sistemas, dispositivos e métodos para a extrusão de materiais usando um conjunto de matriz de prensa de extrusão rotativa. Em certas modalidades, os sistemas, dispositivos e métodos permitem a extrusão contínua de uma pluralidade de materiais de tarugo. Tal extrusão contínua permite que tarugos relativamente menores sejam usados de forma eficiente para produzir uma quantidade desejada de material extrudado, e portanto, exigências de escala e de tamanho de tais sistemas de prensa de extrusão contínua podem ser menores do que em processos de extrusão convencionais.[003] The present invention describes here systems, devices and methods for extrusion of materials using a rotary extrusion press die assembly. In certain embodiments, the systems, devices and methods allow continuous extrusion of a plurality of billet materials. Such continuous extrusion allows relatively smaller billets to be used efficiently to produce a desired amount of extruded material, and therefore, scale and size requirements of such continuous extrusion press systems can be less than in conventional extrusion processes.

[004] Em um aspecto, um conjunto de matriz para a extrusão de material inclui uma pluralidade de placas de matriz acopladas juntas para formar um corpo de matriz. O corpo de matriz tem uma passagem que define uma entrada e uma saída, e o diâmetro da saída é menor do que o diâmetro da entrada. Uma superfície afunilada é localizada entre a entrada e a saída. Cada uma das placas de matriz tem um furo central com uma superfície interna afunilada em torno do furo central, e uma superfície interna de um furo central em uma primeira placa de matriz é afunilada em um ângulo em relação a um eixo da passagem menor do que uma superfície interna de um furo central em uma segunda placa de matriz posicionada adjacente a uma face frontal da primeira placa de matriz. Uma base é acoplada ao corpo de matriz, e a rotação da base faz com que o corpo de matriz rotacione.[004] In one aspect, a die assembly for extrusion of material includes a plurality of die plates coupled together to form a die body. The array body has a passage that defines an inlet and an outlet, and the diameter of the outlet is smaller than the diameter of the inlet. A tapered surface is located between the inlet and outlet. Each of the die plates has a center hole with an inner surface tapered around the center hole, and an inner surface of a center hole in a first die plate is tapered at an angle to an axis of the passage less than an inner surface of a central hole in a second die plate positioned adjacent a front face of the first die plate. A base is attached to the matrix body, and rotation of the base causes the matrix body to rotate.

[005] Em certas implementações, a segunda placa de matriz é posicionada mais próxima à entrada do corpo de matriz do que a primara placa de matriz. O conjunto de matriz pode incluir uma terceira placa de matriz tendo um furo central com uma superfície interna que é afunilada em um ângulo em relação ao eixo maior do que uma superfície interna de um furo central em uma placa de matriz posicionada adjacente a uma face frontal da terceira placa de matriz. A placa de matriz posicionada adjacente à face frontal da terceira placa de matriz pode ser a primeira placa de matriz, e a terceira placa de matriz pode ser posicionada mais próxima à saída do corpo de matriz do que a primeira placa de matriz.[005] In certain implementations, the second matrix plate is positioned closer to the entrance of the matrix body than the first matrix plate. The die assembly may include a third die plate having a center hole with an inner surface that is tapered at an angle to the axis greater than an inner surface of a center hole in a die plate positioned adjacent a front face. of the third matrix plate. The die plate positioned adjacent to the front face of the third die plate may be the first die plate, and the third die plate may be positioned closer to the exit of the die body than the first die plate.

[006] Em certas implementações, o conjunto de matriz inclui uma terceira placa que forma uma parte do corpo de matriz, e a terceira placa tem um furo central com uma superfície interna em torno do furo central que não é afunilado em um angulo em relação ao eixo de passagem. O furo central da terceira placa define a entrada do corpo de matriz. Em certas implementações, a base inclui um furo central, e o furo central da base tem um diâmetro que é maior do que o diâmetro da saída do corpo de matriz.[006] In certain implementations, the die assembly includes a third plate that forms a part of the die body, and the third plate has a center hole with an inner surface around the center hole that is not tapered at an angle to the center hole. to the passing axis. The center hole of the third plate defines the inlet of the die body. In certain implementations, the base includes a center hole, and the center hole of the base has a diameter that is greater than the diameter of the die body outlet.

[007] Em certas implementações, o corpo de matriz é configurado para receber um tarugo de material para extrusão, e o dito tarugo é pré-aquecido antes entrar no corpo de matriz. A rotação do corpo de matriz cria atrito entre a superfície interna afunilada e um tarugo avançado através da entrada e para a passagem interna do corpo de matriz. O atrito aquece o tarugo a uma temperatura que é suficiente para causar a deformação do material de tarugo, e o tarugo aquecido é deformável sob uma força de deformação que não ultrapassa os limites de propriedade mecânica do material de tarugo. O atrito entre o tarugo e um mandril sobre o qual o tarugo é avançado aquece o tarugo e o mandril. Um sistema de resfriamento fornece fluido de resfriamento a uma parte interna do mandril.[007] In certain implementations, the die body is configured to receive a billet of material for extrusion, and said billet is preheated before entering the die body. Rotation of the die body creates friction between the tapered inner surface and a billet advanced through the inlet and into the inner passage of the die body. Friction heats the billet to a temperature that is sufficient to cause the billet material to warp, and the heated billet is deformable under a deformation force that does not exceed the mechanical property limits of the billet material. Friction between the billet and a mandrel over which the billet is advanced heats the billet and mandrel. A cooling system supplies coolant to an inner part of the chuck.

[008] Em certas implementações, ao menos uma das placas de matriz é formada de dois materiais diferentes, com um primeiro material formando um perímetro de um furo na placa de matriz e um segundo material formando uma parte externa da placa de matriz. Ao menos um dentre o primeiro e o segundo material é um material cerâmico, um aço, ou um material consumível. Em certas implementações, uma face frontal do corpo de matriz próxima à entrada é configurada para encaixar com uma inserção de centralização tendo um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro da entrada. A inserção de centralização e um perímetro da entrada são formados a partir do mesmo material.[008] In certain implementations, at least one of the die plates is formed of two different materials, with a first material forming a perimeter of a hole in the die plate and a second material forming an outside of the die plate. At least one of the first and second materials is a ceramic material, a steel, or a consumable material. In certain implementations, a front face of the die body near the inlet is configured to mate with a centering insert having a diameter substantially equal to the diameter of the inlet. The centering insert and an entry perimeter are formed from the same material.

[009] Em certas implementações, o corpo de matriz é configurado para receber uma ponta de mandril através da entrada tal que a ponta de mandril seja posicionável dentro da passagem interna do corpo de matriz. A superfície interna do corpo de matriz inclui uma parte complementar tendo um ângulo que corresponde a um ângulo de uma superfície externa da ponta de mandril. O corpo de matriz é configurado para receber um tarugo prensado através da passagem interna do corpo de matriz para formar um produto extrudado, esse produto extrudado tendo um diâmetro externo correspondente ao diâmetro da saída do corpo de matriz e um diâmetro interno correspondente ao diâmetro da ponta de mandril.[009] In certain implementations, the die body is configured to receive a mandrel point through the inlet such that the mandrel point is positionable within the internal passage of the die body. The inner surface of the die body includes a complementary part having an angle corresponding to an angle of an outer surface of the mandrel point. The die body is configured to receive a pressed billet through the internal passage of the die body to form an extruded product, that extrudate having an outer diameter corresponding to the diameter of the die body outlet and an inner diameter corresponding to the diameter of the tip. of chuck.

[010] Em um aspecto, o conjunto de matriz inclui um dispositivo para extrudar um material que inclui uma pluralidade de dispositivos de placa. Os dispositivos de extrusão têm um dispositivo de passagem definindo uma entrada e uma saída do dispositivo para extrusão, e o diâmetro da saída é menor do que o diâmetro da entrada. O dispositivo de extrusão também tem um dispositivo de superfície afunilada entre a entrada e a saída. Cada um dos dispositivos de placa tem um furo central com uma superfície afunilada em torno do furo central, e uma superfície interna de um furo central em um primeiro dispositivo de placa é afunilada em um ângulo em relação a um eixo do dispositivo de passagem menor do que uma superfície interna de um furo central em um segundo dispositivo de placa posicionado adjacente a uma face frontal do primeiro dispositivo de placa. O conjunto de matriz também inclui um dispositivo para acoplar o dispositivo de extrusão a um dispositivo de rotação, e a rotação do dispositivo de acoplamento causa a rotação do dispositivo de extrusão.[010] In one aspect, the die assembly includes a device for extruding a material that includes a plurality of plate devices. Extrusion devices have a passing device defining an inlet and an outlet of the device for extrusion, and the diameter of the outlet is smaller than the diameter of the inlet. The extrusion device also has a tapered surface device between inlet and outlet. Each of the plate devices has a center hole with a tapered surface around the center hole, and an inner surface of a center hole in a first plate device is tapered at an angle to an axis of the smaller pass-through device of the first plate device. that an inner surface of a central hole in a second plate device positioned adjacent to a front face of the first plate device. The die assembly also includes a device for coupling the extrusion device to a rotating device, and rotation of the coupling device causes rotation of the extrusion device.

[011] Em certas implementações, o segundo dispositivo de placa é posicionado mais próximo à entrada do dispositivo de extrusão do que o primeiro dispositivo de placa. O dispositivo de extrusão pode incluir um terceiro dispositivo de placa tendo um furo central com uma superfície interna que á afunilada em um ângulo em relação ao eixo maior do que uma superfície interna de um furo central em um dispositivo de placa posicionado adjacente à face frontal do terceiro dispositivo de placa. O dispositivo de placa adjacente à face frontal do terceiro dispositivo de placa pode ser o primeiro dispositivo de placa, e o terceiro dispositivo de placa pode ser posicionado mais próximo à saída do dispositivo de extrusão do que o primeiro dispositivo de placa.[011] In certain implementations, the second card device is positioned closer to the inlet of the extrusion device than the first card device. The extrusion device may include a third plate device having a central hole with an internal surface that is tapered at an angle to the axis greater than an internal surface of a central hole in a plate device positioned adjacent to the front face of the extrusion device. third board device. The plate device adjacent to the front face of the third plate device may be the first plate device, and the third plate device may be positioned closer to the exit of the extrusion device than the first plate device.

[012] Em certas implementações, o conjunto de matriz inclui um terceiro dispositivo de placa que forma uma parte do dispositivo de extrusão, o terceiro dispositivo de placa tendo um furo central com uma superfície interna em torno do dito furo central que não é afunilada em um ângulo em relação ao eixo. O furo central do terceiro dispositivo de placa define a entrada do dispositivo de extrusão. Em certas implementações, o dispositivo de acoplamento inclui um furo central. O furo central do dispositivo de acoplamento tem um diâmetro que é maior do que o diâmetro da saída do dispositivo de extrusão.[012] In certain implementations, the die assembly includes a third plate device that forms a part of the extrusion device, the third plate device having a central hole with an inner surface around said central hole that is not tapered into an angle to the axis. The center hole of the third plate device defines the inlet of the extrusion device. In certain implementations, the coupling device includes a center hole. The central hole of the coupling device has a diameter that is larger than the diameter of the exit of the extrusion device.

[013] Em certas implementações, o dispositivo de extrusão é configurado para receber um tarugo de material para extrusão, e o tarugo não é pré-aquecido antes de entrar no dispositivo de extrusão. A rotação do dispositivo de extrusão cria um atrito entre o dispositivo de superfície afunilada e um tarugo avançado através da entrada e para o dispositivo de passagem do dispositivo de extrusão. O atrito aquece o tarugo a uma temperatura que é suficiente para causar a deformação do material de tarugo. O tarugo aquecido é deformável sob uma força de deformação que não ultrapassa os limites de propriedade mecânica do material de tarugo. O atrito entre o tarugo e o dispositivo de haste sobre o qual o tarugo é avançado aquece o tarugo e o dispositivo de haste, e um dispositivo de resfriamento fornece o fluído de resfriamento a uma parte interna do dispositivo de haste.[013] In certain implementations, the extrusion device is configured to receive a billet of material for extrusion, and the billet is not preheated before entering the extruder device. Rotation of the extrusion device creates friction between the tapered surface device and a billet advanced through the inlet and into the passage device of the extrusion device. Friction heats the billet to a temperature that is sufficient to cause the billet material to warp. The heated billet is deformable under a deformation force that does not exceed the mechanical property limits of the billet material. Friction between the billet and the shank device over which the billet is advanced heats the billet and shank device, and a cooling device supplies the coolant to an inner part of the shank device.

[014] Em certas implementações, ao menos um dos dispositivos de placa é formado a partir de dois materiais diferentes, com um primeiro material formando o perímetro de um furo no dispositivo de placa e um segundo material formando uma parte externa do dispositivo de placa. Ao menos um dentre o primeiro e o segundo material é um material cerâmico, um aço, ou um material consumível. Em certas implementações, uma face frontal do dispositivo de extrusão próxima à entrada é configurada para encaixar com um dispositivo de centralização de um tarugo, onde o dispositivo de centralização tem um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro da entrada. O dispositivo de centralização e um perímetro de entrada são formados do mesmo material.[014] In certain implementations, at least one of the plate devices is formed from two different materials, with a first material forming the perimeter of a hole in the plate device and a second material forming an outside of the plate device. At least one of the first and second materials is a ceramic material, a steel, or a consumable material. In certain implementations, a front face of the extrusion device near the inlet is configured to mate with a centering device of a billet, where the centering device has a diameter substantially equal to the diameter of the inlet. The centering device and an inlet perimeter are formed from the same material.

[015] Em certas implementações, o dispositivo de extrusão é configurado para receber um dispositivo de ponta de haste através da entrada, de tal forma que o dito dispositivo de ponta de haste seja posicionável dentro da passagem interna do dispositivo de extrusão. O dispositivo de superfície afunilada do dispositivo de extrusão compreende uma parte complementar tendo um ângulo que corresponde a um ângulo de uma superfície externa do dispositivo de ponta de haste. O dispositivo de extrusão é configurado para receber um tarugo prensado através do dispositivo de passagem do dito dispositivo de extrusão para formar um produto extrudado, o produto extrudado tendo um diâmetro externo correspondente ao diâmetro da saída do dispositivo de extrusão e um diâmetro interno correspondente a um diâmetro do dispositivo de ponta de haste.[015] In certain implementations, the extrusion device is configured to receive a rod tip device through the inlet, such that said rod tip device is positionable within the internal passage of the extrusion device. The tapered surface device of the extrusion device comprises a complementary portion having an angle corresponding to an angle of an outer surface of the shank tip device. The extrusion device is configured to receive a pressed billet through the passage device of said extrusion device to form an extruded product, the extruded product having an outer diameter corresponding to the diameter of the exit of the extrusion device and an inner diameter corresponding to a diameter of the rod tip device.

[016] As variações e modificações das modalidades discutidas aqui ocorrerão aos versados na técnica após a revisão desta descrição. As características e aspectos mencionados acima podem ser implementados em qualquer combinação e subcombinação, incluindo múltiplas combinações dependentes, e subcombinações com uma ou mais outras características descritas aqui. As várias características descritas ou ilustradas aqui, incluindo quaisquer componentes destas, podem ser combinadas ou integradas em outros sistemas. Ademais, certas características podem ser omitidas ou não implementadas.[016] The variations and modifications of the modalities discussed here will occur to those skilled in the art after reviewing this description. The features and aspects mentioned above may be implemented in any combination and sub-combination, including multiple dependent combinations, and sub-combinations with one or more other features described herein. The various features described or illustrated here, including any components thereof, may be combined or integrated into other systems. Furthermore, certain features may be omitted or not implemented.

DESCRIPTION OF DRAWINGS

[017] Os objetivos e vantagens mencionados acima e outros estarão claros considerando a seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais caracteres similares referem-se a partes similares.[017] The objectives and advantages mentioned above and others will be clear considering the following detailed description, taken together with the attached drawings, in which similar characters refer to similar parts.

[018] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de matriz de prensa de extrusão ilustrativo.[018] Figure 1 shows a perspective view of an illustrative extrusion press die assembly.

[019] A Figura 2 mostra uma vista lateral de um sistema de matriz de prensa de extrusão ilustrativo.[019] Figure 2 shows a side view of an illustrative extrusion press die system.

[020] A Figura 3 mostra uma vista lateral do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[020] Figure 3 shows a side view of the extrusion press die assembly of Figure 1.

[021] A Figura 4 ilustra um suporte terminal de aço do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[021] Figure 4 illustrates a steel end support of the extrusion press die set of Figure 1.

[022] A Figura 5 mostra uma placa de entrada ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[022] Figure 5 shows an illustrative entry plate of the extrusion press die set of Figure 1.

[023] A Figura 6 mostra uma primeira placa intermediária ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[023] Figure 6 shows a first illustrative intermediate plate of the extrusion press die set of Figure 1.

[024] A Figura 7 mostra uma segunda placa intermediária ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[024] Figure 7 shows a second illustrative intermediate plate of the extrusion press die set of Figure 1.

[025] A Figura 8 mostra uma placa de saída ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[025] Figure 8 shows an illustrative output plate of the extrusion press die assembly of Figure 1.

[026] A Figura 9 mostra uma placa base ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[026] Figure 9 shows an illustrative base plate of the extrusion press die set of Figure 1.

[027] A Figura 10 mostra uma seção transversal ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1.[027] Figure 10 shows an illustrative cross-section of the extrusion press die set of Figure 1.

[028] A Figura 11 mostra uma ponta de barra do mandril ilustrativa.[028] Figure 11 shows an illustrative chuck bar tip.

[029] A Figura 12 mostra uma seção transversal ilustrativa do conjunto de matriz de prensa de extrusão da Figura 1 com a ponta de barra do mandril da Figura 11 avançada para o conjunto de matriz.[029] Figure 12 shows an illustrative cross-section of the extrusion press die assembly of Figure 1 with the bar tip of the chuck of Figure 11 advanced to the die assembly.

[030] A Figura 13 mostra uma vista transversal do conjunto de matriz e da ponta de barra do mandril da Figura 12 durante a extrusão de um material.[030] Figure 13 shows a cross-sectional view of the die assembly and the bar tip of the chuck of Figure 12 during the extrusion of a material.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[031] Para fornecer um entendimento geral dos sistemas, métodos e dispositivos descritos aqui, certas modalidades ilustrativas serão descritas. Embora as modalidades e características descritas aqui sejam discutidas para uso em conjunto com os sistemas de prensa de extrusão, entende-se que os componentes, mecanismos de conexão, métodos de fabricação e outras características descritas abaixo podem ser combinados entre si de qualquer forma adequada e podem ser adaptados e aplicados a sistemas que serão usados em outros processos de fabricação. Ademais, embora as modalidades descritas aqui se refiram à extrusão de tubulação de metal a partir de tarugos ocos, entende-se que os sistemas, dispositivos e métodos descritos aqui podem ser adaptados e aplicados a sistemas para extrudar qualquer tipo de material.[031] To provide a general understanding of the systems, methods and devices described here, certain illustrative modalities will be described. While the modalities and features described herein are discussed for use in conjunction with extrusion press systems, it is understood that the components, connection mechanisms, fabrication methods and other features described below may be combined with each other in any suitable and can be adapted and applied to systems that will be used in other manufacturing processes. Furthermore, while the embodiments described herein pertain to the extrusion of metal piping from hollow billets, it is understood that the systems, devices and methods described herein can be adapted and applied to systems for extruding any type of material.

[032] A Figura 1 mostra um conjunto de matriz 1 formando uma tubulação extrudada, que pode incluir uma tubulação extrudada sem emenda em um sistema de prensa de extrusão. O conjunto de matriz 1 pode fornecer a extrusão contínua de uma pluralidade de tarugos para produzir um produto de tubulação extrudado sem emendas, de acordo com vários padrões de tubulação sem emenda incluindo, por exemplo, a Especificação de Padrão ASTM-B88 para Tubulação de Água de Cobre sem Emenda. A tubulação extrudada sem emendas pode também obedecer aos padrões da NSF/ANSI-61 para Componentes do Sistema de Água Potável. O conjunto de matriz 1 inclui uma barra de mandril 10 sobre a qual os tarugos de materiais, tal como o tarugo 17, são passados na direção da seta A e através do conjunto de matriz para formar um produto de tubulação extrudada. O tarugo 17 pode ser formado de qualquer material adequado para uso em sistemas de prensa de extrusão incluindo, mas não limitados, a vários metais incluindo cobre e ligas de cobre, ou quaisquer outros metais não ferrosos adequados, tais como alumínio, níquel, titânio e ligas destes, metais ferrosos incluindo aço e outras ligas de ferro, polímeros tais como plásticos, ou qualquer outro material adequado ou combinações desses. Os tarugos que passam sobre a barra de mandril 10 são avançados através de uma inserção de centralização 9 e um corpo de matriz 18, o qual é composto de uma pilha de placas de matriz 3-7 e uma placa base 8, e através de um sistema de resfriamento 13 para formar o produto de tubo. Enquanto o conjunto de matriz 1 inclui cinco placas acopladas a uma placa base, um conjunto de matriz pode incluir mais placas ou menos placas, e um corpo de matriz pode ser mais longo ou mais curto do que o corpo de matriz 18 em certas aplicações.[032] Figure 1 shows a die set 1 forming an extruded pipe, which can include seamless extruded pipe in an extrusion press system. Die assembly 1 can provide continuous extrusion of a plurality of billets to produce a seamless extruded pipe product in accordance with various seamless pipe standards including, for example, ASTM-B88 Standard Specification for Water Pipe Seamless Copper Background. The seamless extruded tubing may also comply with NSF/ANSI-61 Standards for Drinking Water System Components. Die assembly 1 includes a mandrel bar 10 on which billets of materials, such as billet 17, are passed in the direction of arrow A and through the die assembly to form an extruded pipe product. Billet 17 may be formed from any material suitable for use in extrusion press systems including, but not limited to, various metals including copper and copper alloys, or any other suitable non-ferrous metals such as aluminum, nickel, titanium and alloys thereof, ferrous metals including steel and other iron alloys, polymers such as plastics, or any other suitable material or combinations thereof. The billets passing over the mandrel bar 10 are advanced through a centering insert 9 and a die body 18, which is composed of a stack of die plates 3-7 and a base plate 8, and through a cooling system 13 to form the tube product. While die assembly 1 includes five plates coupled to a base plate, a die assembly can include more or fewer plates, and a die body can be longer or shorter than die body 18 in certain applications.

[033] Durante a extrusão, o corpo de matriz 18 rotaciona enquanto o tarugo 17 é prensado através do corpo de matriz. O tarugo 17 é seguro por fixadores 44 da inserção de centralização 9, que não rotaciona, e assim o dito tarugo 17 não rotaciona à medida que entra no corpo de matriz rotativo 18 na entrada 11 para a passagem central através do corpo de matriz. A rotação do corpo de matriz 18 cria atrito com a superfície externa do tarugo não rotativo 17 à medida que ele é prensado através da matriz, e a atrito aquece o tarugo 17 a uma temperatura suficiente para que o material de tarugo deforme. Por exemplo, um tarugo de metal pode ser aquecido por atrito a uma temperatura maior do que 537,38o C (1000o F) para deformação. As exigências de temperatura de diferentes materiais e diferentes metais podem variar, e as temperaturas do tarugo menores do que 537,38° C (1000° F) podem ser adequadas em algumas aplicações. Em contraste a outros sistemas de extrusão, o conjunto de matriz 1 não exige pré-aquecimento dos tarugos antes da extrusão, à medida que a rotação do corpo de matriz 18 e o atrito criado pelo contato com o tarugo não rotativo 17 fornecem energia para aquecer o tarugo a uma temperatura deformável.[033] During extrusion, the die body 18 rotates while the billet 17 is pressed through the die body. The billet 17 is held by fasteners 44 of the centering insert 9, which does not rotate, and thus said billet 17 does not rotate as it enters the rotating die body 18 at the inlet 11 for the central passage through the die body. The rotation of the die body 18 creates friction with the outer surface of the non-rotating billet 17 as it is pressed through the die, and the friction heats the billet 17 to a temperature sufficient for the billet material to deform. For example, a metal billet can be heated by friction to a temperature greater than 537.38oC (1000oF) for deformation. The temperature requirements of different materials and different metals may vary, and billet temperatures less than 537.38°C (1000°F) may be suitable in some applications. In contrast to other extrusion systems, die assembly 1 does not require preheating of the billets prior to extrusion, as the rotation of the die body 18 and the friction created by contact with the non-rotating billet 17 provide energy to heat the billet at a deformable temperature.

[034] O conjunto de matriz 1 pode ser usado para formar um material extrudado em qualquer sistema de extrusão adequado, incluindo, por exemplo, o sistema de prensa de extrusão descrito no Pedido de Patente U.S. No. 13/650.977, depositado de 12 de outubro de 2012, cuja descrição é incorporada aqui por referência em sua integridade. Por exemplo, o conjunto de matriz 1 pode ser implementado no sistema de prensa de extrusão 57 mostrado na Figura 2 para extrusão contínua de material. O sistema de prensa de extrusão 57 inclui uma seção de carro de mandril 58 e uma seção de estrutura de placa 59. A seção de carro de mandril inclui uma barra de mandril 74, elementos de resfriamento a água 60 e 61, fixadores ou elementos de fixação de mandril 62 e 63, e um sistema de entrega de tarugo. A seção de carro de mandril 58 é suportada por uma estrutura de carro física, que não é mostrada na Figura 2 para evitar complicar muito o desenho, mas essa estrutura de carro serve como um apoio para os componentes do carro de mandril 58. A seção de estrutura de placas 59 inclui uma placa de entrada 65 e uma placa de matriz traseira 66, placas de êmbolo de prensa 67 e 68, uma placa de centralização 69 e uma matriz de rotação 70 que prensa contra a placa de matriz traseira 66. A seção de estrutura de placa 59 é suportada por uma estrutura 71 que também serve como um apoio para o motor 72 e para os componentes da caixa de câmbio relacionada (não mostrada). A direção ao longo da qual o carregamento, transporte e extrusão do tarugo ocorre de acordo com o sistema de prensa de extrusão 57 é denotada pela seta B. O sistema de prensa de extrusão 57 pode ser operado, ao menos em parte, por um sistema PLC que controla os aspectos do subsistema de entrega de tarugo 77, do subsistema de extrusão 78 e de um subsistema de resfriamento do sistema de prensa de extrusão 57.[034] The die assembly 1 can be used to form an extruded material in any suitable extrusion system, including, for example, the extrusion press system described in the U.S. Patent Application. At the. 13/650,977, filed October 12, 2012, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. For example, die assembly 1 can be implemented in the extrusion press system 57 shown in Figure 2 for continuous extrusion of material. The extrusion press system 57 includes a mandrel carriage section 58 and a plate frame section 59. The mandrel carriage section includes a mandrel bar 74, water cooling elements 60 and 61, fasteners or chuck clamping 62 and 63, and a billet delivery system. The chuck carriage section 58 is supported by a physical carriage frame, which is not shown in Figure 2 to avoid overcomplicating the design, but this carriage frame serves as a support for the chuck carriage components 58. The section of plate structure 59 includes an inlet plate 65 and a back die plate 66, press plunger plates 67 and 68, a centering plate 69 and a rotation die 70 which presses against the rear die plate 66. plate frame section 59 is supported by frame 71 which also serves as a support for engine 72 and related gearbox components (not shown). The direction along which the loading, conveying and extrusion of the billet takes place in accordance with the extrusion press system 57 is denoted by arrow B. The extrusion press system 57 may be operated, at least in part, by a system PLC that controls aspects of the 77 billet delivery subsystem, the 78 extrusion subsystem, and a cooling subsystem of the 57 extrusion press system.

[035] Os fixadores de mandril 62, 63 compreendem um sistema de fixação de barra do mandril 73 projetado para manter a barra de mandril no lugar enquanto permite que uma pluralidade de tarugos seja continuamente alimentados ao longo e em torno da barra de mandril 74 para fornecer extrusão contínua. Os fixadores de mandril 62, 63 podem ser controlados pelo sistema PLC para manter com segurança no lugar a barra de mandril 74 e impedir que ela rotacione, de tal forma que em qualquer dado momento durante o processo de extrusão, ao menos um dos fixadores de mandril 62, 63 esteja segurando a barra de mandril 74. Os fixadores de mandril 62, 63 ajustam a posição da barra de mandril 74 e impedem que a mesma rotacione. Quando os fixadores de mandril 62, 63 estão em uma posição de fixação, segurando assim a barra de mandril 74, os fixadores de mandril 62, 63 impedem que os tarugos sejam transportados ao longo da barra de mandril 74 através dos fixadores.[035] Chuck fasteners 62, 63 comprise a chuck bar clamping system 73 designed to hold the chuck bar in place while allowing a plurality of billets to be continuously fed along and around the chuck bar 74 to provide continuous extrusion. The mandrel fasteners 62, 63 can be controlled by the PLC system to securely hold the mandrel bar 74 in place and prevent it from rotating, such that at any given time during the extrusion process, at least one of the mandrel fasteners chuck 62, 63 is holding chuck bar 74. Chuck clamps 62, 63 adjust the position of chuck bar 74 and prevent it from rotating. When the mandrel fasteners 62, 63 are in a clamping position, thereby holding the mandrel bar 74, the mandrel fasteners 62, 63 prevent the billets from being transported along the mandrel bar 74 through the fasteners.

[036] Os fixadores de mandril 62, 63 operam segurando alternadamente a fixação da barra de mandril 74 para permitir que um ou mais tarugos passem através de um respectivo fixador de mandril em um dado momento. Por exemplo, o fixador de mandril a montante 62 pode liberar a barra de mandril 74, enquanto o fixador de mandril à jusante 63 está segurando a barra de mandril 74. Em qualquer dado momento, ao menos um dos fixadores de mandril 62, 63 está preferencialmente segurando a barra de mandril 74 ou, de outra forma, engatado com ela. Um ou mais tarugos enfileirados ou indexados próximos do fixador de mandril a montante 62, ou sendo transportados ao longo da barra de mandril 74, podem passar através do fixador de mandril a montante aberto 62. Depois que um número específico de tarugos passou através do fixador de mandril a montante aberto 62, o fixador de mandril 62 pode se fechar e desse modo retornar a segurar a barra de mandril 74, e os tarugos podem ser avançados para o elemento de fixação à jusante 63. O elemento de fixação à jusante 63 pode permanecer fechado, fixando assim a barra de mandril 74, ou o fixador de mandril à jusante 63 pode abrir após o fixador de mandril a montante 62 segurar novamente a barra de mandril 74. Embora dois fixadores de mandril 62, 63 sejam mostrados no sistema de prensa de extrusão 57, entende-se que qualquer número adequado de fixadores de mandril pode ser fornecido.[036] Chuck clamps 62, 63 operate by alternately holding the chuck bar clamp 74 to allow one or more billets to pass through a respective chuck clamp at any given time. For example, the upstream mandrel clamp 62 can release the chuck bar 74, while the downstream chuck clamp 63 is holding the chuck bar 74. At any given time, at least one of the chuck clamps 62, 63 is preferably holding mandrel bar 74 or otherwise engaged therewith. One or more billets queued or indexed close to the upstream mandrel holder 62, or being carried along the mandrel bar 74, may pass through the open upstream mandrel holder 62. After a specified number of billets have passed through the holder of open upstream chuck 62, the chuck clamp 62 can close and thereby re-hold the chuck bar 74, and the billets can be advanced to the downstream fixture 63. The downstream fixture 63 can remain closed, thereby securing the mandrel bar 74, or the downstream mandrel holder 63 may open after the upstream mandrel holder 62 re-holds the mandrel bar 74. Although two mandrel holders 62, 63 are shown in the extrusion press 57, it is understood that any suitable number of mandrel fasteners may be provided.

[037] Os reguladores de fluxo de água 60, 61 compreendem um sistema de entrega de água na barra de mandril 75 projetado para fornecer água de resfriamento ao longo do interior da barra de mandril 74 à ponta de barra de mandril durante o processo de extrusão. Os reguladores de fluxo de água 60, 61 podem ser controlados pelo sistema PLC para fornecer continuamente água de resfriamento de processo à barra de mandril durante o processo de extrusão, enquanto permite que uma pluralidade de tarugos seja alimentada continuamente ao longo e em torno da barra de mandril 74. Os reguladores de fluxo de água 60, 61 operam de tal forma que não haja interrupção ou que substancialmente não haja interrupção no fornecimento de água de resfriamento do processo à ponta de barra de mandril durante o processo de extrusão. Similar à operação dos fixadores de mandril 62, 63 discutidos acima, quando os reguladores de fluxo de água 60, 61 são presos ou engatados com a barra de mandril 74, os reguladores de fluxo de água 60, 61 impedem que os tarugos sejam transportados ao longo da barra de mandril 74 através dos reguladores de fluxo de água.[037] The water flow regulators 60, 61 comprise a chuck bar water delivery system 75 designed to deliver cooling water along the interior of the chuck bar 74 to the chuck bar tip during the extrusion process . The water flow regulators 60, 61 can be controlled by the PLC system to continuously supply process cooling water to the mandrel bar during the extrusion process, while allowing a plurality of billets to be fed continuously along and around the bar. 74. The water flow regulators 60, 61 operate such that there is no interruption or substantially no interruption in the supply of process cooling water to the mandrel bar tip during the extrusion process. Similar to the operation of the mandrel clamps 62, 63 discussed above, when the water flow regulators 60, 61 are clamped or engaged with the mandrel bar 74, the water flow regulators 60, 61 prevent billets from being transported along the along the mandrel bar 74 through the water flow regulators.

[038] Os reguladores de fluxo de água 60, 61 operam de tal forma que qualquer dado tempo durante a extrusão em ao menos um dos reguladores de fluxo de água é preso ou engatado com a barra de mandril 74 e assim entrega água de resfriamento à barra de mandril 74 para entrega à ponta da barra de mandril. Quando um tarugo passa através de uma das reguladores de fluxo de água 60, 61, o respectivo regulador de fluxo de água descontinua a entrega de água de resfriamento e libera ou desengata a barra de mandril 74 para permitir que o tarugo passe através dele antes de engatar novamente à barra de mandril 74 e continuando a entrega de água de resfriamento. Enquanto um dos reguladores de fluxo de água 60, 61 é desacoplado ou desengatado da barra de mandril 74, o outro regulador de fluxo de água continua a entregar água de resfriamento à barra de mandril.[038] The water flow regulators 60, 61 operate in such a way that any given time during extrusion at least one of the water flow regulators is clamped or engaged with the mandrel bar 74 and thus delivers cooling water to the chuck bar 74 for delivery to the chuck bar tip. When a billet passes through one of the water flow regulators 60, 61, the respective water flow regulator discontinues delivery of cooling water and releases or disengages the mandrel bar 74 to allow the billet to pass through it before re-engaging to mandrel bar 74 and continuing delivery of cooling water. While one of the water flow regulators 60, 61 is uncoupled or disengaged from the mandrel bar 74, the other water flow regulator continues to deliver cooling water to the mandrel bar.

[039] Por exemplo, o regulador de fluxo de água a montante 60 pode liberar a barra de mandril 74, enquanto o regulador de fluxo de água à jusante 61 é engatado à barra de mandril 74. Em qualquer dado momento, ao menos um dos reguladores de fluxo de água 60, 61 é preferencialmente engatado à barra de mandril 74 para a entrega contínua de água de resfriamento. Um ou mais tarugos enfileirados ou indexados próximos da regulador de fluxo de água a montante 60, ou sendo transportados ao longo da barra de mandril 74, podem passar através da regulador de fluxo de água a montante aberta 60. Após um número específico de tarugos ter passado através do regulador de fluxo de água a montante aberta 60, o mesmo pode se fechar e retornar assim a engatar na barra de mandril 74 e entregar água de resfriamento, e os tarugos podem ser avançados para o regulador de fluxo de água à jusante 61. A regulador de fluxo de água à jusante 61 pode permanecer fechada, engatando assim com a barra de mandril 74 ou a regulador de fluxo de água à jusante 61 pode abrir depois que a regulador de fluxo de água a montante 60 engatar novamente à barra de mandril 74. Embora os dois reguladores de fluxo de água 60, 61 sejam mostrados no sistema de prensa de extrusão 57, entende-se que qualquer número adequado de reguladores de fluxo de água pode ser fornecido.[039] For example, the upstream water flow regulator 60 can release the chuck bar 74, while the downstream water flow regulator 61 is engaged with the chuck bar 74. At any given time, at least one of the water flow regulators 60, 61 is preferably engaged with mandrel bar 74 for continuous delivery of cooling water. One or more billets queued or indexed near the upstream water flow regulator 60, or being conveyed along the mandrel bar 74, may pass through the open upstream water flow regulator 60. After a specified number of billets have passed through the open upstream water flow regulator 60, it can close and thus re-engage with the mandrel bar 74 and deliver cooling water, and the billets can be advanced to the downstream water flow regulator 61 The downstream water flow regulator 61 may remain closed, thus engaging with the mandrel bar 74, or the downstream water flow regulator 61 may open after the upstream water flow regulator 60 re-engages with the chuck bar. mandrel 74. Although the two water flow regulators 60, 61 are shown on the extrusion press system 57, it is understood that any suitable number of water flow regulators may be provided.

[040] A barra de mandril 74 se estende ao longo substancialmente do comprimento do sistema de prensa de extrusão 57 e é posicionada para colocar a ponta de barra de mandril através na matriz de rotação 70. A matriz de rotação 70 pode incorporar o corpo de matriz 18 mostrado na Figura 1. O ajuste para posicionar apropriadamente a ponta de barra de mandril 70 é executado através de mover a seção de transporte de mandril 58, movendo assim a barra de mandril 74. Os ajustes para a barra de mandril 74 e a seção de transporte de mandril 58 podem ser em direção ou para longe da matriz 70. A barra de mandril 74 e a seção de carro de mandril 58 preferencialmente não podem ser ajustadas, enquanto o sistema de prensa de extrusão 57 estiver em operação, embora entenda-se que, em certas modalidades, a barra de mandril 74 e/ou a seção de carro de mandril 58 podem ser ajustadas durante a operação.[040] The mandrel bar 74 extends along substantially the length of the extrusion press system 57 and is positioned to place the mandrel bar tip through the rotation die 70. The rotation die 70 may incorporate the body of a mandrel. die 18 shown in Figure 1. The adjustment to properly position the mandrel bar tip 70 is performed by moving the mandrel transport section 58, thereby moving the mandrel bar 74. The adjustments for the mandrel bar 74 and the Chuck conveyor section 58 may be towards or away from die 70. Chuck bar 74 and chuck carriage section 58 preferably cannot be adjusted while extrusion press system 57 is in operation, although understand It is understood that, in certain embodiments, the mandrel bar 74 and/or the mandrel carriage section 58 may be adjusted during operation.

[041] Como descrito acima, o sistema de prensa de extrusão 57 inclui uma seção de estrutura de placa 59 tendo uma placa de entrada 65 e uma placa de matriz traseira 66, placas de êmbolo de prensa 67 e 68, uma placa de centralização 69, e uma matriz de rotação 70 que pressiona contra a placa de matriz 66. Próximo da placa de entrada 65 está o conjunto de placa de êmbolo de prensa 68, ou B-Ram. A primeira e a segunda placa de êmbolo de prensa 67, 68 alimentam os tarugos na placa de centralização 69, que segura os tarugos e impedindo que eles rotacionem antes de entrar na matriz de rotação 70, que pressiona contra a placa de matriz traseira 66.[041] As described above, the extrusion press system 57 includes a plate frame section 59 having an inlet plate 65 and a back die plate 66, press plunger plates 67 and 68, a centering plate 69 , and a rotating die 70 which presses against die plate 66. Close to the inlet plate 65 is press plunger plate assembly 68, or B-Ram. The first and second press plunger plates 67, 68 feed the billets into the centering plate 69, which holds the billets and prevents them from rotating before entering the rotation die 70, which presses against the back die plate 66.

[042] As placas de êmbolo de prensa 67, 68 operam segurando os tarugos e fornecendo uma força de tração substancialmente constante na direção da pilha de matriz de extrusão 70. Em qualquer dado momento, ao menos uma das placas de êmbolo de prensa 67, 68 segura um tarugo e o avança ao longo da barra de mandril 74 para fornecer a força de tração constante. As placas de êmbolo de prensa 67, 68 formam a parte final do subsistema de entrega de tarugo 77 antes do tarugo entrar na inserção de centralização 69 e na matriz de rotação 70 do subsistema de extrusão 78. Similar à seção de rastreamento de alimentação de tarugos antes da placa de entrada 65, a seção anterior às placas de êmbolo de prensa 67, 68 indexa preferencialmente continuamente os tarugos para minimizar quaisquer espaços entre um tarugo que é fixado pelas placas de êmbolo de prensa 67, 68 e o próximo tarugo.[042] Press plunger plates 67, 68 operate by holding the billets and providing a substantially constant pulling force toward extrusion die stack 70. At any given time, at least one of press plunger plates 67, 68 holds a billet and advances it along mandrel bar 74 to provide constant pulling force. Press plunger plates 67, 68 form the final part of the billet delivery subsystem 77 before the billet enters the centering insert 69 and rotation die 70 of the extrusion subsystem 78. Similar to the billet feed tracking section before the inlet plate 65, the section before the press plunger plates 67, 68 preferably continuously indexes the billets to minimize any gaps between a billet that is clamped by the press plunger plates 67, 68 and the next billet.

[043] Como descrito acima, os êmbolos de prensa 67, 68 empurram continuamente os tarugos na matriz de rotação 70. Os êmbolos de prensa 67, 68 alternam segurar e avançar os tarugos em direção e para a matriz de rotação 70 e então soltam os ditos tarugos avançados e os retraem para o próximo ciclo que agarra/avança os tarugos. Há preferencialmente uma sobreposição entre o tempo quando um êmbolo de prensa para de empurrar e o outro êmbolo de prensa está para começar a empurrar de modo que haja sempre uma pressão uniforme na matriz de rotação 70. Os êmbolos de prensa 67, 68 avançam e retraem via os cilindros de êmbolo de prensa acoplados ao respectivo êmbolo de prensa. Como mostrado, há dois cilindros de êmbolo de prensa 79, 80 por êmbolo de prensa. Um primeiro conjunto de cilindros de êmbolo de prensa 80 está localizado à esquerda e à direita da placa de entrada 65 (embora o cilindro de êmbolo de prensa do lado direito esteja escondido atrás do cilindro de êmbolo de prensa do lado esquerdo). O primeiro conjunto de cilindros de êmbolo de prensa 80 se acopla com a primeira placa de êmbolo de prensa 67 e é configurado para mover o primeiro êmbolo de prensa 67 à medida que o primeiro êmbolo de prensa 67 avança os tarugos e retrai para segurar o tarugo seguinte. Um segundo conjunto de cilindros de êmbolo de prensa 79 está localizado em cima e embaixo da placa de entrada 65. O segundo conjunto de cilindros de êmbolo de prensa 79 acopla com a segunda placa do êmbolo de prensa 68 e é configurado para mover a mesma à medida que o segundo êmbolo de prensa 68 avança os tarugos e os retrai para segurar um tarugo seguinte. Embora dois cilindros de êmbolo de prensa sejam mostrados para cada uma dentre a primeira e a segunda placa de êmbolo de prensa 67, 68, entende-se que qualquer número adequado de cilindros de êmbolo de prensa pode ser fornecido, e em certas modalidades, os cilindros de êmbolo de prensa podem ser acoplados tanto ao primeiro êmbolo de prensa 67 quanto ao segundo êmbolo de prensa 68.[043] As described above, press plungers 67, 68 continually push the billets into the spin die 70. Press plungers 67, 68 alternately hold and advance the billets toward and into the spin die 70 and then release the billets. said advanced billets and retract them for the next cycle that grabs/advances the billets. There is preferably an overlap between the time when one press plunger stops pushing and the other press plunger is about to start pushing so that there is always uniform pressure on the rotating die 70. Press plungers 67, 68 advance and retract via the press piston cylinders coupled to the respective press piston. As shown, there are two press piston cylinders 79, 80 per press piston. A first set of press piston cylinders 80 is located to the left and right of the inlet plate 65 (although the right-hand press-piston cylinder is hidden behind the left-hand press-piston cylinder). The first press plunger cylinder assembly 80 couples with the first press plunger plate 67 and is configured to move the first press plunger 67 as the first press plunger 67 advances the billets and retracts to hold the billet. Following. A second set of press piston cylinders 79 is located above and below the inlet plate 65. The second set of press piston cylinders 79 couples with the second press piston plate 68 and is configured to move it along As the second press plunger 68 advances the billets and retracts them to hold a next billet. Although two press piston cylinders are shown for each of the first and second press piston plates 67, 68, it is understood that any suitable number of press piston cylinders may be provided, and in certain embodiments, the Press piston cylinders can be coupled to either the first press piston 67 or the second press piston 68.

[044] A placa de centralização 69 recebe os tarugos avançados pelos êmbolos de prensa 67, 68 e funciona para segurar os tarugos durante o processo de extrusão antes da entrada dos tarugos na matriz de rotação 70. Quando a placa de centralização 69 é posicionada em lugar para o processo de extrusão, a placa de centralização 69 se torna substancialmente parte da matriz de extrusão 70. Isto é, uma inserção de centralização da placa de centralização 69 encosta-se substancialmente na matriz de rotação 70. A própria placa de centralização 69, entretanto, e seus componentes incluindo a inserção de centralização, não rotacionam com a matriz de rotação 70. A placa de centralização 69 impede que os tarugos, que não estão mais impedidos pelo segundo êmbolo de prensa de rotacionar, enquanto a matriz 70 rotaciona segurando os tarugos e impedindo assim que os mesmos rotacionem antes da sua entrada na matriz de rotação 70.[044] The centering plate 69 receives the billets advanced by the press rams 67, 68 and functions to hold the billets during the extrusion process before the billets enter the rotation die 70. When the centering plate 69 is positioned in place for the extrusion process, the centering plate 69 becomes substantially part of the extrusion die 70. That is, a centering insert of the centering plate 69 substantially abuts the rotation die 70. The centering plate 69 itself , however, and its components including the centering insert, do not rotate with the rotation die 70. The centering plate 69 prevents the billets, which are no longer impeded by the second press plunger, from rotating, while the die 70 rotates by holding the billets and thus preventing them from rotating before they enter the rotation matrix 70.

[045] Com relação novamente ao conjunto de matriz 1 da Figura 1, quando o conjunto é usado em um processo de extrusão, por exemplo, no sistema de extrusão da Figura 2, a inserção de centralização 9 é avançada para a borda frontal do corpo de matriz 18, de tal forma que uma superfície frontal 55 da inserção de centralização 9 entre em contato com a superfície frontal 16 do corpo de matriz 18. Essa orientação do corpo de matriz 18 e a inserção de centralização 9 durante a extrusão é mostrada na Figura 3. Nessa orientação, o contato entre as faces 55 e 16 da inserção de centralização 9 e do corpo de matriz 18, respectivamente, impede que o material escape do corpo de matriz 18 durante o processo de extrusão. Para iniciar a extrusão, um tarugo 17 é avançado sobre a barra de mandril 10 na direção da seta A e através do conjunto de matriz 1 para prensar o tarugo 17 em um produto de tubo extrudado. Antes de entrar no conjunto de matriz 1, o tarugo 17 é avançado para a abertura 15 da inserção de centralização 9, onde os fixadores 44 engatam na superfície externa do tarugo 17. À medida que o tarugo 17 é avançado através da abertura 15, esses fixadores 44 impedem a rotação do tarugo 17 quando o tarugo 17 é contatado pela superfície interna de rotação 14 do corpo de matriz 18.[045] With regard again to die set 1 of Figure 1, when the set is used in an extrusion process, for example in the extrusion system of Figure 2, the centering insert 9 is advanced to the front edge of the body die 18 such that a front surface 55 of the centering insert 9 contacts the front surface 16 of the die body 18. This orientation of the die body 18 and the centering insert 9 during extrusion is shown in Figure 3. In this orientation, the contact between the faces 55 and 16 of the centering insert 9 and the die body 18, respectively, prevents material from escaping the die body 18 during the extrusion process. To start extrusion, a billet 17 is advanced over mandrel bar 10 in the direction of arrow A and through die assembly 1 to press billet 17 into an extruded tube product. Prior to entering die assembly 1, billet 17 is advanced into opening 15 of centering insert 9, where fasteners 44 engage the outer surface of billet 17. As billet 17 is advanced through opening 15, these fasteners 44 prevent the billet 17 from rotating when the billet 17 is contacted by the inner rotating surface 14 of the die body 18.

[046] Enquanto o tarugo 17 e a inserção de centralização 9 não rotacionam durante o processo de extrusão, o corpo de matriz 18 e a placa base 8 à qual o corpo de matriz é conectado são rotacionados pelo eixo acionado por motor 56. À medida que o tarugo 17 é avançado através da inserção de centralização 9, ele passa através da entrada 11 do corpo de matriz 18 e entra em contato com a superfície interna 14 do corpo de matriz 18. Uma força de torsão é aplicada à superfície externa do tarugo 17 devido ao contato de interferência entre a matriz de rotação 18 e o tarugo 17. Os fixadores 44 da inserção de centralização 9 resistem a essa força de torsão e impedem que o tarugo 17 rotacione antes de entrar no corpo de matriz 18, criando atrito e produzindo energia que aquece o tarugo 17.[046] While the billet 17 and centering insert 9 do not rotate during the extrusion process, the die body 18 and the base plate 8 to which the die body is attached are rotated by the motor-driven shaft 56. As the billet 17 is advanced through the centering insert 9, it passes through the inlet 11 of the die body 18 and comes into contact with the inner surface 14 of the die body 18. A torsional force is applied to the outer surface of the billet. 17 due to interference contact between rotation die 18 and billet 17. Fasteners 44 of centering insert 9 resist this torsional force and prevent billet 17 from rotating before entering die body 18, creating friction and producing energy that heats the billet 17.

[047] O perfil da superfície interna afunilada 14 do corpo de matriz 18 é definido pela forma e a orientação dos furos centrais que passam através das placas no corpo de matriz 18. O corpo de matriz 18 é formado de uma pilha de placas de matriz, incluindo um suporte terminal de aço 3, uma placa de entrada 4, uma primeira placa intermediária 5, uma segunda placa intermediária 6 e uma placa de saída 7. Essa série de placas que constituem o corpo de matriz 18 são empilhadas juntas, fixadas uma a outra por um fixador, tal como o parafuso 2 na Figura 1, e conectadas à placa base 8. O parafuso 2 é colocado em cada um dos furos passantes 12, que passam através de cada uma das placas 3-8. A placa base 8 é então acoplada ao eixo acionado por motor 56, que rotaciona a placa 8, bem como as placas 3-7 do corpo de matriz 18. Em certas implementações, um corpo de matriz que pode ser empregado inclui mais ou menos do que cinco placas 3-7 mostradas no corpo de matriz 18.[047] The profile of the tapered inner surface 14 of the die body 18 is defined by the shape and orientation of the central holes that pass through the plates in the die body 18. The die body 18 is formed from a stack of die plates. , including a steel end bracket 3, an inlet plate 4, a first intermediate plate 5, a second intermediate plate 6 and an outlet plate 7. This series of plates constituting the die body 18 are stacked together, fixed at a the other by a fastener, such as screw 2 in Figure 1, and connected to base plate 8. Screw 2 is placed in each of through holes 12, which pass through each of plates 3-8. Base plate 8 is then coupled to motor-driven shaft 56, which rotates plate 8, as well as plates 3-7 of die body 18. In certain implementations, a die body that may be employed includes more or less than than five plates 3-7 shown in die body 18.

[048] A superfície interna 14 criada pelos furos centrais das placas do corpo de matriz 18 exibe um perfil afunilado que estreita a passagem interna através do corpo de matriz 18 a partir da entrada 11 para uma saída da passagem na placa de saída 7. Assim, quando a força é aplicada ao tarugo 17 para prensar o tarugo através do corpo de matriz 18, o material do tarugo 17 é extrudado à medida que o diâmetro externo do material é forçado a diminuir para passar através de cada um das placas 3-7. As dimensões das placas 3-7, e a interação entre a superfície interna 14 e o tarugo 17, são descritas em mais detalhes abaixo com relação às Figuras 4- 13.[048] The inner surface 14 created by the central holes of the die body plates 18 exhibits a tapered profile that narrows the internal passage through the die body 18 from the inlet 11 to an outlet of the passage in the outlet plate 7. Thus , when force is applied to the billet 17 to press the billet through the die body 18, the billet material 17 is extruded as the outside diameter of the material is forced to decrease to pass through each of the plates 3-7 . The dimensions of plates 3-7, and the interaction between the inner surface 14 and the billet 17, are described in more detail below with reference to Figures 4-13.

[049] As Figuras 4-9 mostram cada uma das placas 3-7 no corpo de matriz 18, e a placa base 8 à qual o corpo de matriz 18 é conectado. A Figura 4 mostra o suporte terminal de aço 3 do corpo de matriz 18 que forma a face frontal 16 do corpo de matriz e a entrada 11 para a passagem interna do corpo de matriz. O suporte terminal de aço 3 inclui um furo circular central 21 que define o diâmetro da abertura da entrada 11 quando empilhada no corpo de matriz 18. Como mostrado na Figura 4, o suporte terminal de aço 3 é formado de dois materiais, com o perímetro externo 19 da placa formada a partir de um material e o perímetro 20 do furo 21 formado a partir de um material diferente. Os dois materiais que constituem o suporte terminal de aço 3 podem ser escolhidos para formar interfaces complementares entre o suporte terminal de aço 3 e tanto a inserção de centralização 9 quanto a placa de entrada 4. Por exemplo, o perímetro externo 19 pode ser formado de aço, tal como aço H13, que é o mesmo ou similar ao material que forma um perímetro externo da placa de entrada 4, enquanto o perímetro do furo 20 pode ser formado de um material diferente, tal como um aço inconel, que é o mesmo ou similar ao material usado para formar a inserção de centralização 9. Combinando o material do perímetro do furo 20 e da inserção de centralização 9, a face frontal 23 do perímetro do furo 20 que contata a face frontal 55 da inserção de centralização 9 fornece uma interface complementar que reduz o desgaste quando o conjunto de matriz 1 está em uso. Como o corpo de matriz 18 rotaciona e a inserção de centralização 9 permanece estacionária, um atrito pode ser criado entre a face 23 e a face 55. Formando o perímetro do furo 20 e a inserção de centralização 9 do mesmo material ou de materiais similares, junto com o ajuste da pressão da superfície 55 contra a superfície 16, o efeito de desgaste desse atrito pode ser minimizado, particularmente durante a inicialização e o término do processo de extrusão quando a rotação do corpo de matriz 18 inicia ou para.[049] Figures 4-9 show each of the plates 3-7 in the die body 18, and the base plate 8 to which the die body 18 is connected. Figure 4 shows the steel end support 3 of the die body 18 which forms the front face 16 of the die body and the entrance 11 for the internal passage of the die body. The steel end support 3 includes a central circular hole 21 that defines the diameter of the inlet opening 11 when stacked in the die body 18. As shown in Figure 4, the steel end support 3 is formed of two materials, with the perimeter outer 19 of the plate formed from one material and the perimeter 20 of the hole 21 formed from a different material. The two materials constituting the steel end support 3 can be chosen to form complementary interfaces between the steel end support 3 and both the centering insert 9 and the entry plate 4. For example, the outer perimeter 19 can be formed of steel, such as H13 steel, which is the same or similar to the material forming an outer perimeter of the inlet plate 4, while the perimeter of the hole 20 may be formed from a different material, such as an inconel steel, which is the same or similar to the material used to form the centering insert 9. By combining the material of the perimeter of the hole 20 and the centering insert 9, the front face 23 of the perimeter of the hole 20 that contacts the front face 55 of the centering insert 9 provides a complementary interface that reduces wear and tear when die set 1 is in use. As die body 18 rotates and centering insert 9 remains stationary, friction can be created between face 23 and face 55. By forming the perimeter of hole 20 and centering insert 9 of the same or similar materials, together with adjusting the pressure of surface 55 against surface 16, the wear effect of this friction can be minimized, particularly during start-up and termination of the extrusion process when the rotation of die body 18 starts or stops.

[050] A segunda placa no corpo de matriz 18 é a placa de entrada 4, mostrada na Figura 5. Como com o suporte terminal de aço 3, a placa de entrada 4 é formada de dois materiais diferentes. Um material forma o perímetro externo 25 da placa enquanto um segundo material forma o perímetro do furo 24 em torno do furo central 26 através do centro da placa. O perímetro externo 25 pode ser feito do mesmo material ou de um material similar ao do perímetro externo do suporte terminal de aço 3, por exemplo, o material de aço H13. O perímetro 24 do furo 26 é formado a partir de um material resistente a desgaste, por exemplo, um material cerâmico, que resiste à degradação quando um tarugo, tal como o tarugo 17, é prensado através do furo 26 e entra em contato com a superfície interna 27.[050] The second plate on the die body 18 is the inlet plate 4, shown in Figure 5. As with the steel end bracket 3, the inlet plate 4 is formed from two different materials. One material forms the outer perimeter 25 of the plate while a second material forms the perimeter of the hole 24 around the central hole 26 through the center of the plate. The outer perimeter 25 can be made of the same or similar material as the outer perimeter of the steel end support 3, for example the steel material H13. The perimeter 24 of the hole 26 is formed from a wear resistant material, for example a ceramic material, which resists degradation when a billet, such as billet 17, is pressed through the hole 26 and comes into contact with the inner surface 27.

[051] A placa de entrada 4 inicia um afunilamento da superfície interna 14 do corpo de matriz 18 a partir da entrada 11 para a saída do corpo de matriz. A superfície interna 27 do perímetro 24 é angulada, de tal forma que o diâmetro através do diâmetro do furo central 26 seja maior na face frontal da placa 4 que encosta-se à face traseira do suporte terminal de aço 3 e menor na face traseira da placa de entrada 4 que encosta-se à primeira placa intermediária 5. Quando o tarugo 17, tendo um diâmetro que é igual ao diâmetro do furo 26 na face frontal, é prensado através da placa de entrada 4, o afunilamento da superfície 27 cria atrito entre a placa de rotação 4 e o tarugo 17. Esse atrito gera energia que aquece o tarugo 17 à medida que ele é avançado para o corpo de matriz de rotação 18, começando a deformação do tarugo através da superfície interna afunilada 14. Em contraste aos processos de extrusão nos quais o contato entre o tarugo pré-aquecido e a matriz não rotativa cria energia térmica como um subproduto, o aquecimento por atrito do tarugo não pré-aquecido 17 é necessário para extrusão à medida que é necessário para aquecer o tarugo a uma temperatura adequada para deformação.[051] Input plate 4 initiates a taper of inner surface 14 of die body 18 from inlet 11 to die body outlet. The inner surface 27 of the perimeter 24 is angled such that the diameter through the diameter of the central hole 26 is greater on the front face of the plate 4 which abuts the rear face of the steel end bracket 3 and smaller on the rear face of the inlet plate 4 which abuts the first intermediate plate 5. When the billet 17, having a diameter that is equal to the diameter of the hole 26 in the front face, is pressed through the inlet plate 4, the taper of the surface 27 creates friction between the spin plate 4 and the billet 17. This friction generates energy that heats the billet 17 as it is advanced into the spin die body 18, starting deformation of the billet through the tapered inner surface 14. In contrast to extrusion processes in which contact between the preheated billet and the non-rotating die creates thermal energy as a by-product, frictional heating of the unpreheated billet 17 is required for extrusion as it is needed to heat the billet at a temperature suitable for deformation.

[052] A Figura 6 mostra a primeira placa intermediária 5 que está localizada atrás da placa de entrada 4 na pilha de placas que constituem o corpo de matriz 18. A primeira placa intermediária 5 inclui um perímetro externo 29, formado de um primeiro material, e um perímetro de furo 28, formado de um segundo material. O perímetro externo 29 pode ser formado dos mesmos materiais ou de materiais similares aos perímetros externos das outras placas na pilha, por exemplo, um aço H13. O perímetro 28 do furo central 30 através da placa é formado de um material resistente a desgaste, por exemplo, um material cerâmico, como descrito com relação ao perímetro de furo 24 da placa de entrada 4. A superfície interna 31 do perímetro de furo 28 é afunilada a partir da face frontal da primeira placa intermediária 5 que encosta-se à placa de entrada 4 na pilha para a face traseira da primeira placa intermediária 5 que encosta-se à segunda placa intermediária 6 na pilha de placas. A angulação da superfície interna 31 afunila o furo central 30 da face frontal para a face traseira e afunila mais a passagem interna e a superfície 14 do corpo de matriz 18, como descrito acima com relação ao furo central 26 da placa de entrada 4.[052] Figure 6 shows the first intermediate plate 5 which is located behind the inlet plate 4 in the stack of plates constituting the die body 18. The first intermediate plate 5 includes an outer perimeter 29 formed from a first material, and a perimeter hole 28 formed from a second material. The outer perimeter 29 can be formed of the same or similar materials as the outer perimeters of the other plates in the stack, for example an H13 steel. The perimeter 28 of the central hole 30 through the plate is formed of a wear-resistant material, for example a ceramic material, as described with respect to the perimeter of the hole 24 of the entrance plate 4. The inner surface 31 of the perimeter of the hole 28 it is tapered from the front face of the first intermediate plate 5 which abuts the inlet plate 4 in the stack to the rear face of the first intermediate plate 5 which abuts the second intermediate plate 6 in the stack of plates. The angling of the inner surface 31 tapers the center hole 30 from the front face to the rear face and further tapers the inner passage and surface 14 of the die body 18, as described above with respect to the center hole 26 of the inlet plate 4.

[053] O grau no qual a superfície interna 31 afunila com relação ao eixo central do furo central 30 na primeira placa intermediária 5, em relação ao ângulo de afunilamento da superfície interna 27 da placa de entrada 4 é dependente do material que está sendo extrudado e do número total de placas de matriz. Em certas implementações para um material particular, o grau no qual a superfície interna 31 afunila pode ser menor do que o ângulo de afunilamento da superfície interna 27 da placa de entrada 4. Essa mudança no ângulo da superfície interna e no diâmetro menor do furo central 30 em relação ao furo central 26 pode propagar a interface de atrito com o tarugo 17 e o trabalho exigido para deformar o mesmo mais regularmente sobre a placa de entrada 4 e a primeira placa intermediária 5, reduzindo o desgaste do material e estendendo a vida útil das placas de matriz, bem como aprimorando a concentricidade e a uniformidade de um produto extrudado. Essa propagação do trabalho e da força de atrito e a correlação entre o materiais e o grau de afunilamento da superfície são discutidas mais completamente abaixo com relação às seções transversais mostradas nas Figuras 10, 12 e 13.[053] The degree to which the inner surface 31 tapers with respect to the center axis of the center hole 30 in the first intermediate plate 5, with respect to the angle of taper of the inner surface 27 of the inlet plate 4 is dependent on the material being extruded and the total number of matrix boards. In certain implementations for a particular material, the degree to which the inner surface 31 tapers may be less than the taper angle of the inner surface 27 of the inlet plate 4. This change in the angle of the inner surface and the smaller diameter of the center hole 30 with respect to the central hole 26 can propagate the friction interface with the billet 17 and the work required to deform it more evenly over the inlet plate 4 and first intermediate plate 5, reducing material wear and extending service life. die plates, as well as improving the concentricity and uniformity of an extruded product. This propagation of work and frictional force and the correlation between the materials and the degree of surface taper are discussed more fully below with respect to the cross sections shown in Figures 10, 12, and 13.

[054] A segunda placa intermediária 6, que segue a primeira placa intermediária 5 na pilha de matrizes, é mostrada na Figura 7. Similar às placas 3-5, a segunda placa intermediária 6 tem um diâmetro externo 32, formado de um primeiro material, e um perímetro 33 em torno de um furo central 34, formado do segundo material. O primeiro material que forma o perímetro externo 32 pode ser o mesmo ou pode ser similar ao de outras placas na pilha, por exemplo, um aço H13, e o material que forma o perímetro do furo 33 pode ser um material resistente a desgaste, tal como uma cerâmica. A superfície interna 35 do perímetro 33 em torno do furo central 34 é angulada a partir de uma face frontal da placa 6 que encosta-se à primeira placa intermediária 5 até uma face traseira da placa 6 que encosta-se à placa de saída 7.[054] The second intermediate plate 6, which follows the first intermediate plate 5 in the die stack, is shown in Figure 7. Similar to the plates 3-5, the second intermediate plate 6 has an outer diameter 32, formed from a first material , and a perimeter 33 around a central hole 34 formed from the second material. The first material forming the outer perimeter 32 may be the same or may be similar to other plates in the stack, for example an H13 steel, and the material forming the perimeter of the hole 33 may be a wear resistant material such as like a ceramic. The inner surface 35 of the perimeter 33 around the central hole 34 is angled from a front face of the plate 6 which abuts the first intermediate plate 5 to a rear face of the plate 6 which abuts the exit plate 7.

[055] A placa final na pilha de placas que constitui o corpo de matriz 18 é a placa de saída 7, que é mostrada na Figura 8. A paca de saída 7, similar às placas 3-6, tem um perímetro externo 36 formado de um primeiro material, tal como um aço H13, e um perímetro 37 em torno de um furo central 38 formado de um segundo material, por exemplo, um material cerâmico resistente a desgaste. O diâmetro da placa de saída 7 é substancialmente menor do que o diâmetro da abertura 11 no suporte terminal de aço 3 mostrado na Figura 4, como um resultado do afunilamento a partir da superfície interna 14 do dito suporte terminal de aço 3 até a placa de saída 7. A superfície interna 39 que circunda o furo central 38 da placa de saída 7 é angulada com relação a um eixo central do furo central 38. A seção mais estreita do furo central 38 define a parte mais estreita da passagem do corpo de matriz 18, e configura assim o diâmetro externo de um tubo extrudado que é produzido quando o tarugo 17 é prensado através do corpo de matriz 18. Esse diâmetro e as dimensões do produto extrudado criado usando o conjunto de matriz 1 são descritos com mais detalhes abaixo em relação à Figura 13.[055] The final plate in the stack of plates that makes up the die body 18 is the exit plate 7, which is shown in Figure 8. The exit plate 7, similar to plates 3-6, has an outer perimeter 36 formed of a first material, such as an H13 steel, and a perimeter 37 around a central hole 38 formed of a second material, for example, a wear-resistant ceramic material. The diameter of the outlet plate 7 is substantially smaller than the diameter of the opening 11 in the steel end support 3 shown in Figure 4, as a result of the taper from the inner surface 14 of said steel end support 3 to the end plate. outlet 7. The inner surface 39 surrounding the center hole 38 of the outlet plate 7 is angled with respect to a central axis of the center hole 38. The narrowest section of the center hole 38 defines the narrowest part of the die body passage. 18, and thus configures the outside diameter of an extruded tube that is produced when billet 17 is pressed through die body 18. This diameter and dimensions of the extruded product created using die assembly 1 are described in more detail below in in relation to Figure 13.

[056] A Figura 9 mostra a placa base 8, que acopla as placas empilhadas que formam o corpo de matriz 18 a uma fonte de energia rotacional. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 1 e 3, a placa base 8 no conjunto de matriz 1 acopla o corpo de matriz 18 a um eixo 56. O eixo 56 é acionado para rotacionar por um motor que aciona a rotação do eixo 56 em uma velocidade rotacional determinada. O eixo 56 é conectado à placa base 8 por parafusos que passam através de furos passantes externos 43 em torno do perímetro da placa base 8 e transfere a força de rotação do eixo 56 para a placa base 8. A placa base 8 é acoplada rotacionalmente também às placas no corpo de matriz 18 por parafusos, tal como o parafuso 2 mostrado na Figura 1, que passam através dos furos passantes 12 do corpo de matriz 18 e para os furos 42 na placa base 8.[056] Figure 9 shows the base plate 8, which couples the stacked plates that form the matrix body 18 to a rotational energy source. For example, as shown in Figures 1 and 3, the base plate 8 in the die assembly 1 couples the die body 18 to an axis 56. The axis 56 is driven to rotate by a motor which drives the rotation of the axis 56 in a determined rotational speed. Shaft 56 is connected to base plate 8 by screws that pass through external through holes 43 around the perimeter of base plate 8 and transfers rotational force from shaft 56 to base plate 8. Base plate 8 is rotationally coupled as well. to the plates in the die body 18 by screws, such as the screw 2 shown in Figure 1, which pass through the through holes 12 of the die body 18 and into the holes 42 in the base plate 8.

[057] A placa base 8 inclui um furo central 40 com uma superfície interna 41. O furo 40 e a superfície interna 41 definem uma abertura na placa base 8 que pode ter um diâmetro mais amplo do que o diâmetro do furo na placa de saída 7. O diâmetro mais amplo do furo da placa base 40 permite que o material extrudado saia do corpo de matriz 18 sem entrar em contato diretamente com a superfície interna 41 e pode permitir que um componente de resfriamento, tal como uma fonte de fluido, entre parcialmente na placa base 8 e aplique um fluido de resfriamento ao material extrudado que sai da placa de saída 7 próxima à saída do corpo de matriz 18. A placa de saída 7 também pode incluir um ângulo de alívio próximo da face traseira da placa que facilita ainda a aplicação de fluido de resfriamento, como discutido abaixo com relação à Figura 13.[057] The base plate 8 includes a central hole 40 with an inner surface 41. The hole 40 and the inner surface 41 define an opening in the base plate 8 that may have a larger diameter than the diameter of the hole in the exit plate. 7. The wider diameter of the base plate hole 40 allows the extruded material to exit the die body 18 without directly contacting the inner surface 41 and may allow a cooling component, such as a source of fluid, to enter. partially on the base plate 8 and apply a coolant to the extruded material exiting the exit plate 7 near the exit of the die body 18. The exit plate 7 can also include a relief angle near the back face of the plate that facilitates further the application of coolant, as discussed below with respect to Figure 13.

[058] O conjunto de matriz 1 é montado antes da extrusão através do empilhamento das placas 3-7 e conectando o corpo de matriz 18 formado pelas placas à placa base 8 com parafusos colocados nos furos passantes 12 das placas do corpo de matriz e nos furos 42 da placa base. O empilhamento dessas placas para formar o corpo de matriz 18 forma o perfil interno do corpo de matriz 18 que causa a extrusão de tarugos prensados através do conjunto de matriz 1. Esse perfil interno e a orientação das placas empilhadas são mostrados na vista transversal do conjunto de matriz na Figura 10.[058] The die assembly 1 is assembled prior to extrusion by stacking the plates 3-7 and connecting the die body 18 formed by the plates to the base plate 8 with screws placed in the through holes 12 of the die body plates and in the holes 42 of the base plate. Stacking these slabs to form die body 18 forms the inner profile of die body 18 which causes pressed billets to be extruded through die assembly 1. This internal profile and the orientation of the stacked slabs are shown in cross-sectional view of the assembly. matrix in Figure 10.

[059] A seção transversal na Figura 10 mostra o corpo de matriz 18 e a inserção de centralização 9 posicionados para extrusão. As placas de matriz 3-7 são acopladas juntas e fixadas à placa base 8 por parafusos 2 inseridos nas séries de furos passantes 12 nos perímetros externos 19, 25, 29, 32 e 36 das placas. Nessa orientação, a abertura 11 da passagem interna 54 no corpo de matriz 18 é alinhada com a inserção de centralização 9 para receber um tarugo prensado através da abertura 15 da dita inserção de centralização 9 e no corpo de matriz 18 ao longo do eixo central 45 da passagem interna 54.[059] The cross section in Figure 10 shows the die body 18 and centering insert 9 positioned for extrusion. The die plates 3-7 are coupled together and secured to the base plate 8 by screws 2 inserted into the series of through holes 12 at the outer perimeters 19, 25, 29, 32 and 36 of the plates. In that orientation, the opening 11 of the inner passage 54 in the die body 18 is aligned with the centering insert 9 to receive a pressed billet through the opening 15 of said centering insert 9 and in the die body 18 along the central axis 45 of the inner passage 54.

[060] Cada um dos perímetros de furo 23, 24, 28, 33 e 37 das placas de matriz 3-7 encosta-se a perímetros de furo em placas adjacentes para formar a superfície interna afunilada 14 que contorna a passagem interna 54 através do corpo de matriz 18. A superfície interna 14 estreita a passagem interna 54 a partir do maior diâmetro da passagem na abertura 11 para o menor diâmetro na saída 81, e o estreitamento da passagem 54 induz a deformação por estreitamento e a extrusão de um tarugo prensado no corpo de matriz de rotação 18 durante a operação. A extrusão exige que seja produzida energia de atrito na interface da superfície interna 14 para aquecer o tarugo, e a energia pode criar desgaste nos perímetros de furo das placas de matriz 3-7. Para reduzir o efeito do desgaste por atrito e produzir tensões uniformes através da superfície interna 14 durante a extrusão, as superfícies internas 27, 31, 35 e 39 são designadas para propagar a interface de atrito e reduzir a concentração de energia e o atrito em qualquer placa. O modelo das superfícies internas e o perfil da superfície interna 14 podem diferir das diferentes aplicações, e em particular, para a extrusão de diferentes materiais. Dependendo das propriedades dos materiais dos tarugos usados para extrusão, o perfil interno das placas de matriz em um corpo de matriz pode variar para propagar o trabalho e o desgaste sobreas placas de matriz. Em adição, a velocidade de rotação pode ser variada para aumentar a eficiência da matriz e evitar exceder as propriedades do material dos tarugos. Por exemplo, uma velocidade de rotação da matriz entre aproximadamente 200 rpm e aproximadamente 1000 rpm pode ser usada. Em certas implementações, uma velocidade de rotação mais lenta, por exemplo, de aproximadamente 300 rpm, pode ser desejada para evitar aplicar um alto nível de cisalhamento por torção a um tarugo, enquanto ainda aquecendo o tarugo para uma temperatura suficiente para deformação. Uma velocidade mais rápida, por exemplo, de aproximadamente 800 rpm, pode ser usada para um material que não é afetado adversamente por um cisalhamento por torção mais alto ou que exige mais energia, e assim maior atrito, para aquecer até uma temperatura de deformação. Em outras implementações, as velocidades de rotação de matriz em excesso de 100 rpm podem ser desejadas para extrusão.[060] Each of the hole perimeters 23, 24, 28, 33 and 37 of the die plates 3-7 abuts the hole perimeters in adjacent plates to form the tapered inner surface 14 that surrounds the inner passage 54 through the die body 18. The inner surface 14 narrows the inner passage 54 from the largest diameter of the passage in the opening 11 to the smallest diameter in the outlet 81, and the narrowing of the passage 54 induces neck deformation and extrusion of a pressed billet. in the rotation die body 18 during operation. Extrusion requires frictional energy to be produced at the inner surface interface 14 to heat the billet, and the energy can create wear at the hole perimeters of die plates 3-7. To reduce the effect of frictional wear and produce uniform stresses across the inner surface 14 during extrusion, the inner surfaces 27, 31, 35 and 39 are designed to propagate the friction interface and reduce energy concentration and friction at any given point. board. The design of the inner surfaces and the profile of the inner surface 14 may differ for different applications, and in particular for the extrusion of different materials. Depending on the material properties of the billets used for extrusion, the internal profile of the die plates in a die body can vary to propagate work and wear onto the die plates. In addition, the rotation speed can be varied to increase die efficiency and avoid exceeding the billet material properties. For example, a die rotation speed between approximately 200 rpm and approximately 1000 rpm can be used. In certain implementations, a slower rotation speed, for example approximately 300 rpm, may be desired to avoid applying a high level of torsional shear to a billet, while still heating the billet to a temperature sufficient for deformation. A faster speed, for example approximately 800 rpm, can be used for a material that is not adversely affected by higher torsional shear or that requires more energy, and thus greater friction, to heat to a deformation temperature. In other implementations, die rotation speeds in excess of 100 rpm may be desired for extrusion.

[061] Como mostrado na Figura 10, as superfícies internas 27, 31, 35 e 39 não se afunilam em ângulos uniformes com relação ao eixo central 45. Cada superfície na matriz descrita é afunilada em um ângulo que diminui a partir da placa de entrada 4 próxima da abertura 11 para a placa de saída 7 na saída 81. Esse modelo de ângulo diminuindo pode ser desejado para um material de extrusão particular ou para a aplicação do conjunto de matriz 1. Em certas modalidades, entretanto, o ângulo de afunilamento da superfície interna 27 com relação ao eixo central 45 pode ser igual ou menor do que o ângulo de afunilamento da superfície adjacente 31. Na modalidade mostrada na Figura 10, o ângulo 46 no qual a superfície interna 27 da placa de entrada 4 é afunilada é maior do que ângulo 47 no qual a superfície interna 39 da placa de saída 7 é afunilada. As diferenças nos ângulos de afunilamento entre as placas espalham a energia de atrito e a tensão sobre as placas como um resultado das diferenças nos diâmetros dos furos centrais da abertura 11 para a saída 81.[061] As shown in Figure 10, the inner surfaces 27, 31, 35 and 39 do not taper at uniform angles with respect to the central axis 45. Each surface in the matrix described is tapered at an angle that decreases from the inlet plate. 4 proximate opening 11 for outlet plate 7 at outlet 81. This pattern of decreasing angle may be desired for a particular extrusion material or die assembly application 1. In certain embodiments, however, the taper angle of the inner surface 27 with respect to central axis 45 may be equal to or less than the taper angle of adjacent surface 31. In the embodiment shown in Figure 10, the angle 46 at which inner surface 27 of inlet plate 4 is tapered is greater than angle 47 at which the inner surface 39 of the exit plate 7 is tapered. Differences in taper angles between the plates spreads frictional energy and stress over the plates as a result of differences in the diameters of the center holes from opening 11 to outlet 81.

[062] Cada placa tem um diâmetro de entrada, por exemplo, o diâmetro d5 da placa 4, e um diâmetro de saída, por exemplo, o diâmetro d7 da placa 4. Quando um tarugo é prensado na placa, uma quantidade limite de energia precisa ser gerada para aquecer e deformar o tarugo a partir do diâmetro para o diâmetro d7. Essa quantidade de energia é afetada pela redução percentual no diâmetro, em particular na redução percentual resultante na área transversal de um tarugo à medida que ele passa através da placa 4. Se os furos centrais nas placas 3-7 forem afunilados cada um em um único ângulo uniforme, a mudança de diâmetro da entrada para a saída de cada placa seria igual, e assim, a redução percentual na área transversal do tarugo aumentaria para cada placa sucessiva. Por exemplo, se a diferença absoluta entre os diâmetros d5 e d7 da placa 4 forem iguais à diferença absoluta entre os diâmetros d6 e d8 da placa 7, a redução percentual no diâmetro do furo central seria mais alta na placa 7 do que na placa 4, e uma quantidade maior de tensão e de energia poderia causar um desgaste na placa 7 mais rápido do que na placa 4.[062] Each slab has an inlet diameter, eg slab 4 diameter d5, and an outlet diameter, eg slab 4 diameter d7. When a billet is pressed into slab, a limiting amount of energy needs to be generated to heat and deform the billet from diameter to diameter d7. This amount of energy is affected by the percentage reduction in diameter, in particular the resulting percentage reduction in the cross-sectional area of a billet as it passes through plate 4. If the center holes in plates 3-7 are each tapered into a single uniform angle, the change in diameter from inlet to outlet of each slab would be equal, and thus, the percentage reduction in billet cross-sectional area would increase for each successive slab. For example, if the absolute difference between the diameters d5 and d7 of plate 4 are equal to the absolute difference between the diameters d6 and d8 of plate 7, the percent reduction in the diameter of the center hole would be higher on plate 7 than on plate 4 , and a higher amount of voltage and power could cause plate 7 to wear out faster than plate 4.

[063] Em adição à redução de área percentual de um tarugo sobre uma placa, as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais do tarugo podem ditar o número e o modelo de placas em uma pilha de matrizes. Por exemplo, um material de tarugo tendo uma alta condutividade térmica pode aquecer até uma temperatura deformável mais rápida do que um material tendo uma baixa condutividade térmica, e assim uma matriz mais curta com menos placas pode ser usada para o material de alta condutividade. Em adição, os ângulos de afunilamento da superfície interna de uma matriz podem ser maiores para o material de alta condutividade como um resultado do aquecimento mais rápido do tarugo. Em outras implementações, as matrizes de mesmo tamanho com o mesmo número de placas podem ser usadas, e os ângulos de afunilamento das matrizes podem diferir para acomodar as diferentes propriedades térmicas e aquecer os tarugos a uma temperatura deformável, enquanto propagando o trabalho e o desgaste o mais regularmente possível sobre a superfície de matriz e a superfície de uma ponta de mandril dentro da matriz.[063] In addition to reducing the percentage area of a billet on a slab, the mechanical and thermal properties of billet materials can dictate the number and pattern of slabs in a die stack. For example, a billet material having a high thermal conductivity can heat up to a deformable temperature faster than a material having a low thermal conductivity, and thus a shorter die with fewer plates can be used for the high conductivity material. In addition, the taper angles of the inner surface of a die can be greater for high conductivity material as a result of the faster heating of the billet. In other implementations, dies of the same size with the same number of slabs can be used, and the taper angles of the dies can differ to accommodate different thermal properties and heat the billets to a deformable temperature, while propagating work and wear. as evenly as possible over the die surface and the surface of a mandrel point within the die.

[064] Um tarugo prensado através do corpo de matriz 18 produz um produto de tubo extrudado através da saída 81 do corpo de matriz 18 tendo um diâmetro externo que é similar ao diâmetro d8, o diâmetro na parte mais estreita da placa de saída 7. O diâmetro interno do produto extrudado é selecionado avançando a barra de mandril 10 para o corpo de matriz 18 com uma ponta de mandril tendo uma dimensão de extremidade, selecionada para criar o diâmetro interno do produto de tubo, na extremidade da barra de mandril 10. A Figura 11 mostra uma ponta de mandril 48 que pode ser acoplada à extremidade da barra de mandril 10 para criar um diâmetro interno desejado para a tubulação extrudada. A ponta de mandril 48 tem uma extremidade aberta 82 que é configurada para se acoplar à extremidade da barra de mandril 10. A energia de atrito e o calor gerado durante a extrusão podem aquecer a ponta de mandril 48, e a extremidade aberta 82 pode receber o fluido de resfriamento, tal como vapor ou gás, a partir de um sistema de resfriamento que corre através da barra de mandril 10 para resfriar a ponta de mandril 48.[064] A billet pressed through die body 18 produces a tube product extruded through outlet 81 of die body 18 having an outside diameter that is similar to diameter d8, the diameter at the narrowest part of outlet plate 7. The inner diameter of the extrudate is selected by advancing the mandrel bar 10 into the die body 18 with a mandrel tip having an end dimension selected to create the inner diameter of the tube product at the end of the mandrel bar 10. Figure 11 shows a mandrel tip 48 that can be attached to the end of the mandrel bar 10 to create a desired internal diameter for the extruded tubing. Chuck nose 48 has an open end 82 that is configured to mate with the end of chuck bar 10. Frictional energy and heat generated during extrusion can heat up chuck head 48, and open end 82 can receive the cooling fluid, such as steam or gas, from a cooling system that runs through the mandrel bar 10 to cool the mandrel tip 48.

[065] Oposta à extremidade aberta 82 da ponta de mandril 48 está uma extremidade fechada 51. O diâmetro da extremidade fechada 51 é a dimensão que configura o diâmetro interno de um tubo extrudado sobre a ponta 48, e a ponta 48 pode ser selecionada a partir de uma série de pontas com diferentes diâmetros para conseguir extrusões com diferentes dimensões de diâmetro interno. Entre a extremidade aberta 82 e a extremidade fechada 51 estão três partes 49, 83 e 50 da superfície externa da ponta 84. Durante a extrusão, um tarugo é prensado sobre a barra de mandril 10 e a ponta 48 na direção da seta C, de tal forma que o tarugo passe sobre a região de deformação incluindo as partes de ponta 49 e 83, e uma parte de extremidade 50. Quando a ponta 48 é posicionada para extrusão, a ponta é avançada para uma matriz até que a extremidade fechada 51 se estenda além da saída traseira da matriz na qual o diâmetro da matriz é mais estreito. Um tarugo tendo um diâmetro de núcleo oco substancialmente igual ao diâmetro externo da parte de ponta 49 é então passado sobre a barra de mandril 10 e a ponta 48. Na parte de ponta 49, o diâmetro da matriz circundante se estreita, e o atrito entre a matriz e o tarugo cria energia que aquece o tarugo à medida que o diâmetro externo do tarugo é comprimido. O tarugo aquecido então passa sobre a parte da ponta 83, e o diâmetro interno do núcleo oco do tarugo diminui para o diâmetro externo da parte de extremidade 50 à medida que o material é extrudado. Essa extrusão sobre a ponta de mandril 48 é descrita em mais detalhes abaixo com relação às Figuras 12 e 13.[065] Opposite the open end 82 of the mandrel point 48 is a closed end 51. The diameter of the closed end 51 is the dimension that sets the inside diameter of an extruded tube over the point 48, and the point 48 can be selected from from a series of tips with different diameters to obtain extrusions with different internal diameter dimensions. Between the open end 82 and the closed end 51 are three parts 49, 83 and 50 of the outer surface of the nose 84. During extrusion, a billet is pressed onto the mandrel bar 10 and the nose 48 in the direction of arrow C, in such that the billet passes over the deformation region including nose portions 49 and 83, and an end portion 50. When nose 48 is positioned for extrusion, the nose is advanced into a die until the closed end 51 is extends beyond the rear die exit at which the die diameter is narrowest. A billet having a hollow core diameter substantially equal to the outside diameter of nose portion 49 is then passed over mandrel bar 10 and nose 48. At nose portion 49, the diameter of the surrounding die narrows, and the friction between the die and billet creates energy that heats the billet as the billet's outside diameter is compressed. The heated billet then passes over the nose portion 83, and the inside diameter of the hollow core of the billet decreases to the outside diameter of the butt portion 50 as the material is extruded. This extrusion over mandrel point 48 is described in more detail below with reference to Figures 12 and 13.

[066] A Figura 12 mostra um conjunto de matriz 1 com o mandril 10 e a ponta de mandril 48 avançados através da inserção de centralização 9 e para a passagem central 54 do corpo de matriz 18. O mandril 10 é posicionado de tal forma que a ponta do mandril 48 se estende através da saída 81 na placa de saída 7. Como descrito acima com relação à Figura 2, os elementos de fixação em um sistema de prensa de extrusão podem ser usados para segurar a barra de mandril 10 e na orientação mostrada na Figura 12, e para resistir à rotação enquanto o corpo de matriz 18 é rotacionado e um tarugo passa sobre a barra de mandril 10.[066] Figure 12 shows a die assembly 1 with the mandrel 10 and mandrel tip 48 advanced through the centering insert 9 and into the central passage 54 of the die body 18. The mandrel 10 is positioned such that the mandrel tip 48 extends through the outlet 81 in the outlet plate 7. As described above with respect to Figure 2, fasteners in an extrusion press system can be used to hold the mandrel bar 10 and in the orientation. shown in Figure 12, and to resist rotation while die body 18 is rotated and a dowel passes over mandrel bar 10.

[067] A Figura 13 mostra a configuração do conjunto de matriz e da ponta de mandril da Figura 12 à medida que o tarugo 17 é passado através do corpo de matriz e extrudado para formar a tubulação 53. Durante a extrusão, o corpo de matriz 18 é rotacionado enquanto a barra de mandril 10 e a inserção de centralização 9 são mantidas estacionárias. O tarugo 17 é prensado no corpo de matriz 18 na direção da seta A e entra em contato com a superfície interna 14 do corpo de matriz 18 em um primeiro ponto de contato 85. O contato de interferência entre a superfície interna 14 e o tarugo 17 começa no ponto de contato 85 e gera a energia que aquece o tarugo 17 a uma temperatura deformável plástica.[067] Figure 13 shows the configuration of the die assembly and mandrel tip of Figure 12 as the billet 17 is passed through the die body and extruded to form tubing 53. During extrusion, the die body 18 is rotated while mandrel bar 10 and centering insert 9 are held stationary. Billet 17 is pressed into die body 18 in the direction of arrow A and contacts inner surface 14 of die body 18 at a first contact point 85. Interference contact between inner surface 14 and billet 17 starts at the contact point 85 and generates the energy that heats the billet 17 to a plastic deformable temperature.

[068] À medida que o tarugo 17 é avançado sobre a primeira parte 49 da ponta de mandril 48, o afunilamento da superfície interna 14 aplica uma força de compressão à superfície externa do tarugo 17 que pressiona o tarugo 17 para dentro em direção à ponta de mandril 48. Como o tarugo 17 está em um estado de deformação plástica, o material no tarugo extruda na direção da parte 83 da ponta de mandril 48 à medida que o copo de mandril 18 diminui o diâmetro externo do tarugo 17 a partir do diâmetro original d2. Quando o tarugo 17 alcança a parte de ponta 83, o afunilamento da parte de ponta 83 em direção à parte de extremidade 50 faz com que o diâmetro interno do tarugo 17 extrude e diminua a partir do diâmetro original d1 à medida que o tarugo avança mais sobre a ponta de mandril 48. A superfície afunilada da ponta de mandril 48 na parte de ponta 83 pode substancialmente corresponder ao ângulo da superfície interna 14 na área circundando a parte de ponta 83 para criar a extrusão substancialmente uniforme nessa parte. Por exemplo, os diâmetros interno e externo do tarugo 17 pode diminuir substancialmente pela mesma quantidade ou substancialmente pela mesma porcentagem a partir da extremidade da parte de ponta 83 próxima à primeira parte de ponta 49 até a extremidade da parte de ponta 83 próxima à parte de extremidade 50.[068] As the billet 17 is advanced over the first portion 49 of the mandrel nose 48, the taper of the inner surface 14 applies a compressive force to the outer surface of the billet 17 which presses the billet 17 inward towards the nose. 48. As the billet 17 is in a state of plastic deformation, material in the billet extrudes towards the portion 83 of the mandrel head 48 as the mandrel cup 18 decreases the outside diameter of the billet 17 from the diameter original d2. When the billet 17 reaches the nose part 83, the taper of the nose part 83 towards the end part 50 causes the inner diameter of the billet 17 to extrude and decrease from the original diameter d1 as the billet advances further. over mandrel nose 48. The tapered surface of mandrel nose 48 on nose portion 83 may substantially match the angle of inner surface 14 in the area surrounding nose portion 83 to create substantially uniform extrusion in that portion. For example, the inner and outer diameters of billet 17 may decrease by substantially the same amount or substantially the same percentage from the end of the nose part 83 near the first nose part 49 to the end of the nose part 83 near the end part 49. end 50.

[069] Quando a extrusão do tarugo 17 alcança a parte de extremidade 50, o diâmetro interno do tarugo é reduzido a partir do diâmetro original d1 para o diâmetro final d3 do produto de tubulação terminal. À medida que o tarugo 17 passa sobre a parte de extremidade 50, o diâmetro externo do tarugo 17 continua a diminuir até o diâmetro externo final d4, quando o produto de tubulação extrudado 53 sai da placa de saída 7. No ponto de saída, a formação do produto extrudado 53 está completa. Devido ao atrito e ao aquecimento dentro do corpo de matriz 18, o produto 53 está a uma temperatura intensificada mediante a saída a partir do corpo de matriz 18, e um elemento de resfriamento pode ser aplicado para impedir deformação adicional ou aumentar a segurança operacional da prensa de extrusão, eliminar o escape de material extrudado, ou manter as características de material desejadas. O furo 40 na placa base 8 é mostrado na Figura 13 com um diâmetro maior do que o diâmetro de saída da placa de saída 7. Essa configuração pode ser preferencial de modo a permitir que os elementos de resfriamento e o fluido de resfriamento alcancem a placa base 8 e entrem em contato como produto extrudado 53 assim que ele sai do mancal final na placa de saída 7 para o resfriamento precoce. A placa de saída 7 inclui uma superfície com superfície de alívio angulada 86 para facilitar ainda a introdução do material de fluido o mais próximo possível da saída 81 do corpo de matriz 18. Após o produto 53 sair da placa base 8 e passar através de um sistema de resfriamento, o processo de extrusão está completo, e o produto 53 pode ser reunido para pós-processamento.[069] When the extrusion of the billet 17 reaches the end part 50, the inner diameter of the billet is reduced from the original diameter d1 to the final diameter d3 of the end pipe product. As the billet 17 passes over the end portion 50, the outer diameter of the billet 17 continues to decrease until the final outer diameter d4, when the extruded pipe product 53 exits the exit plate 7. At the exit point, the formation of the extrudate 53 is complete. Due to friction and heating within the die body 18, the product 53 is at a heightened temperature upon exit from the die body 18, and a cooling element can be applied to prevent further deformation or increase the operational safety of the die body 18. extrusion press, eliminate leakage of extruded material, or maintain desired material characteristics. Hole 40 in base plate 8 is shown in Figure 13 with a larger diameter than the outlet diameter of outlet plate 7. This configuration may be preferred in order to allow the cooling elements and coolant to reach the plate. base 8 and come into contact with extrudate 53 as it leaves the end bearing on exit plate 7 for early cooling. The outlet plate 7 includes an angled relief surface 86 to further facilitate the introduction of fluid material as close as possible to the outlet 81 of the die body 18. After the product 53 leaves the base plate 8 and passes through a cooling system, the extrusion process is complete, and the product 53 can be assembled for post-processing.

[070] Entende-se que a descrição anterior é meramente ilustrativa e não é destinada a ser limitada aos detalhes fornecidos aqui. Enquanto várias modalidades forram fornecidas na presente descrição, dever-se-ia entender que os sistemas, dispositivos e métodos descritos e seus componentes podem ser incorporados em muitas outras formas específicas sem abandonar o escopo desta descrição.[070] It is understood that the foregoing description is for illustrative purposes only and is not intended to be limited to the details provided herein. While various embodiments are provided in the present description, it should be understood that the systems, devices and methods described and their components can be incorporated in many other specific forms without departing from the scope of this description.

[071] Várias modificações ocorrerão aos versados na técnica após revisar esta descrição. As características descritas podem ser implementadas em qualquer combinação e subcombinações, incluindo múltiplas combinações dependentes e subcombinações com uma ou mais características descritas aqui. As várias características descritas ou ilustradas acima, incluindo quaisquer componentes desses, podem ser combinadas ou integradas em outros sistemas. Ademais, certas características podem ser omitidas ou não implementadas. Exemplos de mudanças, substituições e alterações podem ser determinados por um versado na técnica e podem ser feitos sem abandonar o escopo da informação descrita aqui. Todas as referências citadas aqui são incorporadas por referência em sua integridade e fazem parte deste pedido.[071] Various modifications will occur to those skilled in the art after reviewing this description. The features described may be implemented in any combination and sub-combinations, including multiple dependent combinations and sub-combinations with one or more of the features described herein. The various features described or illustrated above, including any such components, may be combined or integrated into other systems. Furthermore, certain features may be omitted or not implemented. Examples of changes, substitutions and alterations can be determined by one skilled in the art and can be made without departing from the scope of the information described herein. All references cited herein are incorporated by reference in their entirety and form part of this application.

Claims

1. Die assembly for extruding a material, CHARACTERIZED in that it comprises: a plurality of die plates (4, 5, 6, 7) coupled together to form a die body (18) having: a passage defining an inlet (11) and an outlet (81), wherein the diameter of the outlet is smaller than the diameter of the inlet (11); and a tapered inner surface between the inlet (11) and the outlet (81); wherein each of the die plates (4, 5, 6, 7) has a central hole with an inner surface around the central hole, an inner surface of a central hole in a first die plate (5) being tapered in a smaller angle to an axis (45) of the passage than an inner surface of a central hole in a second die plate (4) positioned adjacent a front face of the first die plate (5); and a base (8) coupled to the die body (18), wherein rotation of the base (8) causes the die body (18) to rotate.

2. Die assembly according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the second die plate (4) is positioned closer to the inlet (11) of the die body (18) than the first die plate ( 5).

3. Die assembly, according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED in that it additionally comprises a third die plate (6) having a central hole with an internal surface that is tapered at a greater angle to the axis ( 45) than an inner surface of a central hole in a die plate positioned adjacent to a front face of the third die plate (6).

4. Die assembly, according to claim 3, CHARACTERIZED in that the die plate positioned adjacent to the front face of the third die plate (6) is the first die plate (5), or wherein the third die plate (6) is positioned closer to the outlet of the die body (18) than the first die plate (5).

5. Die assembly, according to claim 1, CHARACTERIZED in that it additionally comprises a steel end support (3) that forms a part of the die body (18), the steel end support (3) having a center hole with an inner surface around the center hole that is not tapered at an angle to the axis.

6. Die assembly, according to claim 5, CHARACTERIZED by the fact that the central hole of the steel terminal support (3) defines the entrance (11) of the die body (18).

7. Die assembly, according to any one of claims 1 to 6, CHARACTERIZED by the fact that the base (8) comprises a central hole, and in which the central hole of the base (8) has a diameter that is greater than the than a diameter of the outlet (81) of the die body (18).

8. Die assembly, according to any one of claims 1 to 7, CHARACTERIZED by the fact that the inlet (11) of the die body (18) is configured to receive a billet (17) of material for extrusion.

9. Die assembly, according to claim 8, CHARACTERIZED by the fact that the die body (18) is configured to be rotated so that the interaction between the tapered inner surface and the billet (17) generates friction between the tapered inner surface and a billet advanced through the inlet (11) and into the inner passage of the die body (18), where friction heats the billet (17) to a temperature that is sufficient to cause deformation of the billet material .

10. Die assembly, according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that the die body (18) is configured to be rotated so that said interaction deforms the heated billet under a deformation force that does not exceed the limits mechanical property of the billet material.

11. Die assembly, according to claim 10, CHARACTERIZED in that it additionally comprises a mandrel (10) that is configured to receive a billet, in which the friction between the billet and the mandrel (10) on which the billet advanced billet heats the billet and chuck, and preferably, where the cooling system supplies cooling fluid to an inner part of the chuck (10).

12. Die assembly, according to any one of claims 1 to 11, CHARACTERIZED in that at least one of the die plates (4, 5, 6, 7) is formed of two different materials, with a first material forming a perimeter of a hole in the die plate and a second material forming an outer part of the die plate, wherein at least one of the first and second materials is a ceramic material, a steel, or a consumable material.

13. Die assembly according to any one of claims 1 to 12, CHARACTERIZED by the fact that a front face of the die body (18) close to the inlet (11) is configured to fit with a centering insert (9) having a diameter equal to the diameter of the inlet (11), wherein the centering insert (9) and a perimeter of the inlet (11) are formed from the same material.

14. Die assembly, according to any one of claims 1 to 13, CHARACTERIZED by the fact that the die body (18) is configured to receive a mandrel tip (48) through the inlet (11) so that the mandrel point (48) is positionable within the internal passage of the die body (18), and preferably, wherein the inner surface of the die body (18) comprises a complementary part having an angle corresponding to an angle of a surface outside of the chuck tip (48).

15. Die assembly, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the inner surface of the central hole in the first die plate (5) and the inner surface of the central hole in the second die plate (6) comprise characteristics of surface which, when the material is pressed against the inner surface of the central hole in the first die plate (5) and the inner surface of the central hole in the second die plate (6), allow the material to be deformed.