CN100381220C - 用于进行连续挤压的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对金属材料(例如铜)进行连续挤压的方法，以使得借助于在其外围壁(2)上具有凹槽的进给元件(3)以及布置在所述凹槽中的台座(5)，将待挤压的材料(1)送进挤压元件(4)中，以使得通过在进给元件(3)的至少部分外围壁(2)上设置气体保护元件(7)来保护凹槽(8)不受氧化。本发明还涉及所述的设备。

Description

用于进行连续挤压的方法和设备
技术领域
本发明涉及独立权利要求所述的用于对金属材料(例如铜)进行连续挤压的方法和设备。
背景技术
在连续挤压中，将要挤压的材料引导进入到形成于轮状元件外围上的凹槽中。当元件绕其轴线旋转时，要挤压的材料就与基本上充满该凹槽的台座(abutment)相接触，从而相对于轮状元件改变要挤压的材料的运动。因此材料被布置为在台座之前在材料的前进方向上被挤压，并通过布置在挤压元件中的通道。该方法利用了加工过程中产生的摩擦和热能。通过该方法，可以有益地挤压横截面不同的基本上较长的目标物。
在处理的过程中，在铜或者铜合金制成的目标物的表面上，可能会产生氧化层，这对于所述目标物的进一步处理是有害的。在传统的挤压中，在表面的附近会产生氧化层，这会在氢气退火中造成结构撕裂。在将薄带材焊接在管材内时，氧化物会在焊接区域产生漏失。必须对表面进行多次清理以去除累积在其上的氧化层。在铜表面上难以对氧化层进行探测或测量，并且没有特别的设备必然无法将它们区分开。从铜表面上去除厚的氧化层比较简单，但是去除最后的分子层证明是很难的。
在传统的连续挤压中，氧化物被作为所谓的挤压废料而去除，它的处理和回收会带来不利的额外花费。另外，挤压废料的产生造成了挤压工具的强烈磨损。即使在连续挤压之前从进给材料的表面去除氧化物，在材料挤压的过程中仍然会发生氧化。在通过挤压制造铜产品的时候，完全无氧的处理可以确保产品较好的质量。已经公知的是为了解决这个问题，通过用气体氛围包围挤压设备的周围来保护挤压设备，所述气体氛围防止挤压产品中的氧化物和其他杂质的通过。然而，发现即使在保护气体中有轻微的含氧量，也会对产品造成有害的氧化。凹槽衬垫也会由于气体保护中氧含量过高而产生氧化，这有时会在产品中产生裂纹缺陷。
在公开号为US5,782,120的专利中，叙述了一种用于连续挤压的设备，其中包括在挤压设备中的进给元件，即轮，由包含非氧化气体的罩子保护。
发明内容
本发明的目的是介绍一种用于对材料进行连续挤压的新颖解决方法。本发明的具体目标是介绍一种解决方法，其可以保护连续挤压中产生的产品不被氧化。
本发明的特征在独立权利要求的特征部分中进行了阐述。本发明的其它优选实施例的特征在其它权利要求中进行了阐述。
根据本发明的布置会获得非凡的优点。本发明涉及一种用于对例如铜的金属材料进行连续挤压的方法，以使得借助于在外围壁上具有凹槽以及在凹槽中布置有台座的进给元件，将待挤压的材料送进挤压元件；通过在进给元件的至少部分外围壁上设置气体保护元件来保护凹槽不受氧化。本发明的气体保护元件可以有益地在凹槽区域中送给非氧化气体，这样就可防止氧气和挤压产品中的氧化物的通过。根据本发明的气体保护元件至少布置在不包含待挤压材料的部分外围壁上，并且气体保护元件在进给元件的宽度方向上覆盖进给元件外围壁的至少部分表面。因此在台座后面的进给元件的外围壁上，就是将待挤压材料从凹槽中移出的地方，特别是在进给元件的最热点防止了凹槽的氧化。凹槽衬垫的热表面是氧化的特别源头，因此加重了产品的氧化。根据本发明，气体保护元件布置在进给元件的外围壁上，以使得其至少覆盖了凹槽，这种情况下将气体保护元件和进给元件之间留出的空间布置为不含氧气。在气体保护元件和进给元件之间留出的空间中，借助于气体保护元件送进了非氧化气体，例如氢气或者氢气和氮气。气体可以预热至例如400-800度。根据本发明的优选实施例，在将其送进到气体保护元件和进给元件之间留出的空间中之前，在要送进的气体中移除了氧气。氧气可以通过现有技术的方法移除，例如通过过滤。因此可以消除甚至极低的氧含量。有益地可以使用氢气从惰性气体中除去氧气。由于循环技术的原因，送进氮气。根据本发明，挤压加工被惰性保护气体所包围，而所述保护气体中包含的剩余氧气的影响可以通过使用本发明的解决方法来消除。在气体保护元件和进给元件之间留出的空间中，即在凹槽的周围，其压力高于惰性保护气体，因此引导气体循环离开凹槽。
本发明还涉及一种用于对例如铜的金属材料过行连续挤压的设备，借助于在其外围壁上具有凹槽的进给元件以及在凹槽中布置的台座，将待挤压的材料送进挤压元件，在进给元件的至少部分外围壁上设置气体保护元件从而保护凹槽不受氧化。
根据本发明的优选实施例，气体保护元件包括至少一个保护元件，所述保护元件具有至少一个用于将气体送进到气体保护元件和进给元件之间留出的空间中的气体通道。因此可以在凹槽中的希望的位置处通过气体保护元件来引导气体。根据本发明的实施例，气体保护元件包括内部保护元件和至少一个外部保护元件。根据本发明，从内部保护元件送进的气体的压力高于从外部保护元件送进的气体的压力。因此产生了通过保护元件和进给元件之间留出的间隙而离开凹槽的循环。在凹槽的两侧，在进给元件的外围壁上，设置有至少一个衬里部件用于密封气体保护元件和进给元件之间的间隙。制成衬里部件的材料与待挤压的材料相同。因此有益地防止了围绕整个挤压设备的保护气体中剩余的氧气接近凹槽的周围。
根据本发明的解决方法可以在凹槽周围产生不含氧气的空间，这提高了无缺陷挤压产品的制造。因此，由于防止了挤压废料的产生，所以避免了由于处理和回收挤压废料而造成的缺陷。
附图说明
下面参考附图更详细地说明本发明。
图1表示本发明的设备
图2表示本发明的设备
图3表示本发明的设备
具体实施方式
图1示出了根据本发明，如何通过压力辊18将待挤压的材料1，例如铜线，送进位于进给元件3的外围壁2上的凹槽8中的情况。进给元件3绕其轴旋转，要挤压的材料沿着凹槽移动至挤压元件4进行挤压。与挤压相关联地，待挤压材料的温度由于摩擦力而上升至550-750度的温度范围。为了将待挤压的材料引导到挤压元件4，进给元件的凹槽具有延伸越过轮槽的部分长度的台座5。在挤压元件4中制造了希望形状的通道，而挤压产品通过所述通道被引导离开进给元件3。整个挤压过程都由保护气体6保护隔开外部的室内空气。在附图中，很显然气体保护元件7布置在部分外围壁上。
图2和3示出了根据本发明，如何将气体保护元件7布置在凹槽8附近的情况。图2和3为沿着A-A线看到的图1的截面图。根据本发明，至少为进给元件的部分外围壁2布置了气体保护元件7，从而防止凹槽被氧化。根据本发明的实施例，气体保护元件被布置在没有包含待挤压材料的那部分外围壁2上。借助于气体保护元件7，进给元件3的凹槽8附近被设在无氧气氛中，这有助于产生无瑕疵且高质量的挤压产品。气体保护元件7由某种耐磨材料制成，例如钢，而其形状例如与进给元件3的外围壁2相符。气体保护元件在宽度方向覆盖了外围壁2的至少部分表面，并且至少覆盖了凹槽8。根据本发明，通过送进希望量的非氧化气体，将气体保护元件和进给元件之间留出的空间9布置为不含氧气。根据本发明，在空间9中送进了加热至600度并且包含氢和氮的混合气体。非氧化气体可以通过特别布置的去除路线而去除。
本实施例的气体保护元件7，如图2中所示，包括具有至少一个气体通道11的保护元件10，通过所述气体通道可以将气体送进到气体保护元件和进给元件3之间留出的空间9。必要的时候，气体通道可以沿着气体保护元件7的整个长度延伸，或者只沿着其部分长度延伸。气体可以在凹槽9中理想的位置被送进。凹槽具有保护凹槽不被磨损的衬垫12。有益的是，制成衬垫的材料与待挤压的材料相同，例如铜。在气体保护元件和进给元件之间，在凹槽的两侧上，布置有衬里部件13，从而密封气体保护元件和进给元件之间的间隙17。
图3示出了本发明的一个实施例，它的气体保护元件7包括内部保护元件10和至少一个外部保护元件14。外部保护元件包括至少一个气体通道15，非氧化气体可以通过它被送进。通过内部保护元件10送进的气体的压力高于通过外部保护元件14送进的气体。因此外部保护元件14和内部保护元件10之间留出的气体空间16的压力低于内部保护元件和进给元件之间留出的空间9的压力。因此，气体在希望的方向上流动，远离凹槽。另外，在凹槽的两侧上，在进给元件3的外围壁2上，布置有衬里部件13，从而基本上密封了气体保护元件和进给元件之间留出的间隙17，然而这种气体可以流出凹槽8。
对于本领域的技术人员，很明显本发明的各种优选实施例并不仅限于上述实施例，而是可以在所附权利要求的范围内变化。

Claims (19)

1.一种用于金属材料进行连续挤压的方法，以使得借助于在其外围壁(2)上具有凹槽的进给元件(3)以及设置在所述凹槽中的台座(5)，将待挤压的材料(1)送进挤压元件(4)中，并且通过在进给元件(3)的至少部分外围壁(2)上设置气体保护元件(7)来保护凹槽(8)不受氧化，其特征在于，气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中的压力高于周围大气的压力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，气体保护元件(7)至少布置在不包含待挤压材料的部分外围壁(2)中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，气体保护元件(7)在进给元件的宽度方向上覆盖了进给元件的外围壁(2)的至少部分表面。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，气体保护元件覆盖至少凹槽(8)。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中，借助于气体保护元件(7)供给非氧化气体。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中，供给氢气。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中，供给氢气和氮气。
8.如权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，将气体有益地预热至400-800度。
9.如权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，在将气体供给到气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中之前，通过过滤从气体中去除氧。
10.如权利要求1，2，4，5，6，7中任一项所述的方法，其特征在于，整个挤压加工都被惰性保护气体(6)所包围。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中的压力高于惰性保护气体(6)的压力。
12.如权利要求1，2，4，5，6，7中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属材料为铜。
13.用于金属材料进行连续挤压的设备，其中，借助于在其外围壁(2)上具有凹槽的进给元件(3)以及布置在所述凹槽中的台座(5)，将待挤压的材料(1)送进挤压元件(4)中，并通过在进给元件(3)的至少部分外围壁(2)上布置气体保护元件(7)来保护凹槽不受氧化，其特征在于，气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中的压力设置为高于周围大气的压力。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，气体保护元件(7)包括至少一个保护元件(10)，所述保护元件(10)具有至少一个用于将气体供给到气体保护元件和进给元件之间留出的空间(9)中的气体通道(11)。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，气体保护元件(7)包括内部保护元件(10)和至少一个外部保护元件(14)。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，通过内部保护元件(10)供给的气体的压力高于通过外部保护元件(14)供给的气体的压力。
17.如权利要求13-16中任一项所述的设备，其特征在于，在凹槽的两侧，在进给元件的外围壁上，布置有至少一个衬里部件(13)，以密封气体保护元件和进给元件之间的间隙(17)。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，衬里部件由与待挤压的材料相同的材料制成。
19.如权利要求13-16中任一项所述的设备，其特征在于，所述金属材料为铜。
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