CN101564737A - C型铜材的连续挤压生产设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种C型铜材的连续挤压生产设备及其应用，该设备包括挤压轮和与挤压轮配合设置的挤压模具，其特征在于所述挤压模具模芯部分凸出模腔形成凸鼻，所述凸鼻与模腔进料口连接，在挤压轮进料端形成流线。该发明提高挤压时金属流动性，减少阻力，减少了挤压模具的损坏率；实现“C”型铜材的连续化生产，大大简化生产工艺、缩短生产周期，大大提高了挤压制品的成品率和成品的性能均匀性，便于特种异型高导电铜导电排的产业化。

Description

C型铜材的连续挤压生产设备及其应用

技术领域

本发明属于C型铜材的连续挤压生产技术领域，具体涉及一种C型铜材的连续挤压生产设备及采用COMFOME连续挤压生产工艺进行C型铜材生产的方法。

背景技术

铜以其优秀的导电性能被广泛应用于电力行业，铜及铜合金是输变电系统不可缺少的材料，用铜及铜合金材料制备的铜导电排是输变电行业用于电力传导的必备材料。

根据铜导电排的型式将铜导电排分为平型铜排和异型铜排。平型铜排即板式导电排由于截面积与表面积没有合理搭配，导电性能没有完全利用，造成材料和能耗的浪费，再者由于截面呈扁平，长距离铺设易出现弯曲，下坠等问题，严重时会出现重大事故。

输变电行业用铜导电排从简单的扁平型正在向高导电、特种异型化发展，传统的平型铜排已经逐步被异型铜排所取代。C型特种异型铜导电排具有导电能力高，抗变形，节省能耗和材料等特点，是输变电行业的更新换代新材料。

与传统的板式铜导电排不同，“C”型铜导电排在实现节能的同时节省了材料，提升了产品的产品性能，为输变电行业和电力设备的技术进步提供了保障。目前现有技术中C型铜排通常采用

在铜加工行业新发展的连续挤压技术是一改传统的铜加工材生产方法，是采用铜杆为坯料，利用摩擦力使金属温度升高，变形强度降低，在摩擦力的作用下，金属受到挤压并产生流动，通过模具流出，形成铜材。该方法具有生产产品精度高，能耗小、成本低等特点，

然而，由于现有技术中采用的连续挤压模具为平面结构，根据产品制作成相应的形状，由于模具受到高温、高压，容易变形或破损，因此常规连续挤压产品基本为中心对称的简单结构，由于C型特种异型铜导电排截面形状复杂，模具中心为半空心状，在受到高温、高压挤压时，作为模具中心支撑的部分，与模体连接薄弱，在受到挤压时，极易变形、断裂。

另外，由于C型特种异型铜导电排截面形状特异，连续挤压时金属从模具中心进入，模具中心由于有模芯阻挡，金属需要向四面扩散，金属流动呈现出不规则，流动阻力大，模具承受的压力大，也增加造成尺寸难以控制。

由于受到模腔空间和金属热损失的限制，模具的尺寸厚度不能过大，作为生产C型铜材的模具设计，受到C型铜材的模具支撑面小，在高温、高压作用下支撑面易变形或断裂，常规方法设计模具不能达到预期的效果。本发明由此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种C型铜材的连续挤压生产设备，解决了现有技术中C型铜材难以进行连续挤压生产、挤压模具易变形断裂等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种C型铜材的连续挤压生产设备，包括挤压轮和与挤压轮配合设置的挤压模具，其特征在于所述挤压模具模芯部分凸出模腔形成凸鼻，所述凸鼻与模腔进料口连接，在挤压轮进料端形成流线。

优选的，所述模腔为C型模腔，在所述挤压轮前端设置铜杆放线装置，所述铜杆放线装置与挤压轮间设置铜杆校直装置。

优选的，所述挤压模具后端设置铜排收排装置，所述挤压模具与铜排收排装置间设置冷却防氧化系统。

本发明的另一目的在于提供一种C型铜材的连续挤压生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

以铜杆为坯材，在挤压轮的驱动下，通过摩擦、坯料变形产生的热量将铜杆通过预设置的挤压模具挤出。

优选的，所述方法中挤压温度控制在600℃～700℃。

优选的，所述方法中挤压速度控制在6～7转/min；金属流出速度控制在2.6～3.2m/min。

优选的，所述方法中进料量控制在7.5～9m/min。

优选的，所述方法还包括挤压前对上引铜杆准备和铜杆校直步骤，以及在挤压后对C型铜材进行冷却上油防氧化步骤。

本发明的工作原理在于采用铜杆为坯料，利用摩擦力使金属温度升高，变形强度降低，在摩擦力的作用下，金属受到挤压并产生流动，通过模具流出，形成铜材。本发明中比较关键的技术在于C型特种异型铜导电排挤压模具的设计。本发明模具模腔前模芯设计成凸鼻式模芯，模具的模芯部分凸出模具平面，如同突出的鼻子，加长支撑长度，突出的鼻子与模腔进料口边缘形成接触，在进料端形成流线状，便于金属扩展流入，达到增加模具强度，同时提高金属流动性，减少阻力的作用。

另外本发明在铜材制备时通过挤压速度和进料量的调整控制金属与挤压轮之间的摩擦强度，达到合理金属温度。由于连续挤压是采用挤压轮与金属摩擦使金属升温的，铜材在高温时抗变形能力会减少，金属流动能力增加。但同时也会将热量传递给模具，使模具强度降低，产生变形。本发明技术方案中金属的变形温度控制在600℃～700℃。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1.本发明的技术方案中由于设计了所述挤压模具模芯部分凸出模腔形成凸鼻，使得金属扩展流入更容易，达到增加模具强度，同时提高金属流动性，减少阻力的作用。

2、本发明的生产工艺采用连续挤压工艺，由于摩擦力得到有效利用，挤压能耗大大降低，实现了真正意义上的无间断连续生产，获得长度达到数千米乃至更长的成卷制品。这样显著减少间隙性非生产时间，提高劳动生产率；对于小断面尺寸制品，可以大大简化生产工艺、缩短生产周期；而且大幅度地减少挤压压余、切头尾等几何废料，可将挤压制品地成品率提高到95％以上；大大提高制品沿长度方向组织、性能地均匀性。

3、由于异型材的变形很复杂，受到金属变形抗力和流动能力的限制，复杂截面的异型材还受到很多技术限制，本技术方案采用控制挤压温度和金属流出速度，使金属的热变形温度达到600℃～700℃，减少金属的变形抗力。合理设计挤压模具和扩展模腔等，实现“C”型铜材的连续化生产。

综上所述，本发明的C型铜材的生产设备提高挤压时金属流动性，减少阻力，减少了挤压模具的损坏率；采用C型铜材的生产设备的连续挤压生产方法采用COMFOME连续挤压生产工艺，合理控制挤压温度和金属流出速度，根据金属流动规律设计挤压模具和扩展腔的形状，实现“C”型铜材的连续化生产，大大简化生产工艺、缩短生产周期，大大提高了挤压制品的成品率和成品的性能均匀性，便于特种异型高导电铜导电排的产业化。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例C型铜材的连续挤压生产设备连接示意图；

图2为本发明实施例挤压模具的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖面示意图；

图4为图2的B-B向剖面示意图；

图5为本发明实施例挤压模具模腔的放大示意图；

图6为本发明实施例连续挤压生产方法流程图。

其中1为挤压轮；2为铜杆；3为驱动压轮；4为挤压靴；5为槽封块；6为挤压模具；7为挤压制品；61为凸鼻。62为C形模腔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例如图1～5，该C型铜材的连续挤压生产设备，包括挤压轮1和与挤压轮配合设置的挤压模具6，在所述挤压轮前端设置铜杆放线装置，所述铜杆放线装置与挤压轮间设置铜杆校直装置。所述挤压模具后端设置铜排收排装置，所述挤压模具与铜排收排装置间设置冷却防氧化系统。

挤压模具模芯部分凸出模腔形成凸鼻61，所述凸鼻与模腔进料口连接，在挤压轮进料端形成流线。所述模腔为C型模腔62。

如图6，该挤压生产过程如下：

对上引铜杆准备和铜杆校直步骤，包括：检查所用铜杆2尺寸、表面状态，必要时采取相应措施，以确保满足工艺需要；将放线盘上的铜杆引入矫直装置，然后启动主轴按钮(转速为3～4转/min)，将事先加热到750℃左右的长度为250mm左右的5-7根铜杆喂入挤压轮1，当5-7根铜杆全部喂入挤压轮后，迅速将矫直后的铜杆引入挤压轮。

在驱动压轮3的驱动下，通过摩擦、变形产生的热量将铜杆通过挤压靴4固定的挤压模具挤出，所述挤压靴上设置槽封块，挤压温度控制在600℃～700℃。挤压速度控制在6～7转/min。进料量控制在7.5～9.0m/min。确保工装冷却水温小于55℃，产品冷却水温小于60℃.

C型铜材进行冷却上油防氧化步骤，包括当产品从模具挤出后，表面温度很高，极易氧化，因此本工艺采用温度小于60℃、浓度为3～8％酒精循环水溶液对产品进行水封保护，以防产品高温氧化。

吹干除湿步骤，当产品从水封槽出来后，采用气压为0.4Mpa气流将产品吹干。

产品收卷：调整收卷机转速与产品挤出速度相配。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种C型铜材的连续挤压生产设备，包括挤压轮和与挤压轮配合设置的挤压模具，其特征在于所述挤压模具模芯部分凸出模腔形成凸鼻，所述凸鼻与模腔进料口连接，在挤压轮进料端形成流线。

2、根据权利要求1所述的C型铜材的连续挤压生产设备，其特征在于所述模腔为C型模腔，在所述挤压轮前端设置铜杆放线装置，所述铜杆放线装置与挤压轮间设置铜杆校直装置。

3、根据权利要求1所述的C型铜材的连续挤压生产设备，其特征在于所述挤压模具后端设置铜排收排装置，所述挤压模具与铜排收排装置间设置冷却防氧化系统。

4、一种权利要求1所述C型铜材的连续挤压生产设备的应用，其特征在于，所述应用方法包括以下步骤：

以铜杆为坯材，在挤压轮的驱动下，通过坯料变形产生的热量将铜杆通过挤压模具挤出。

5、根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述方法中挤压温度控制在600℃～700℃。

6、根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述方法中挤压速度控制在6～7转/min。

7、根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述方法中进料量控制在7.5～9m/min。

8、根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述方法还包括挤压前对上引铜杆准备和铜杆校直步骤，以及在挤压后对C型铜材进行冷却上油防氧化步骤。

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