CN102941238B - 一种铜质h型滑触线的制造模具及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种铜质H型滑触线的制造模具及其方法，模具包括：热挤压模及冷拉模。热挤压模具有不规则H型型腔，具有开口，开口具有第一夹角。连接连接臂两侧上端的两上臂，两上臂具有第二夹角。连接连接臂两侧下端的两下臂，两下臂具有第三夹角。冷拉模具有双衬芯。形成不规则H型型腔。熔炼铜板材制成铜锭，铜锭的含氧量为小于20ppm，铜锭的导电率为56%～58%；利用热挤压模挤压铜锭形成铜质H型滑触线毛坯，将铜锭加热至800～900℃；将铜质H型滑触线毛坯头部热锻成型；采用冷拉模冷拉铜质H型滑触线毛坯，冷拉模具有双衬芯；检测、校正、定尺以形成铜质H型滑触线。本发明可增加模具的耐温性以获得性能较佳产品。

Description

一种铜质H型滑触线的制造模具及其方法

技术领域

本发明涉及一种滑触线，尤其涉及一种铜质H型滑触线的制造模具及其方法。

背景技术

随着我国工业的发展，在起重机行业，对起重机供电系统提出了更高的要求。原来铝质的H型滑触线，虽然比更早的角铁滑触线要好，但在耐高温、抗氧化等性能上存在很大的问题。尤其在工作中，铝质的H型滑触线中的不锈钢镶条(增加耐磨性)随着空间温度的变化经常跳出，因此极大程度上影响了正常的工作，甚至会因此造成较严重的事故。虽然铝质滑触线目前仍有使用，但是紫铜（T2）H型滑触线在使用性能的技术指标优势上较铝质制品是显著的。铜质H型滑触线与铝质H型滑触线形状相近，但因材质加工温度不同致使加工工艺，模具材质和结构截然不同。铜材热挤压温度为850℃左右。国产热模钢工作温度在600℃不能满足铜质H型滑触线的制造工艺要求。

有鉴于此，如何设计一种铜质H型滑触线的制造模具及其方法，以获得性能较佳的铜质H型滑触线，是业内人士亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中，国产热模钢工作的温度，无法满足铜质H型滑触线热挤压的温度和由于材质不同导致铝、铜质H型滑触线的工艺截然不同等缺陷，本发明提供了一种铜质H型滑触线的制造模具及其方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种铜质H型滑触线的制造模具，其中，包括：

热挤压模，包括：

热挤压底模，具有第一容置空间；以及

由合金钢制成的模芯，嵌合于所述第一容置空间内，所述模芯具有不规则H型型腔，所述不规则H型型腔包括：

中间具有开口朝上的连接臂，所述开口具有第一夹角；

分别连接于所述连接臂两侧上端的两上臂，两所述上臂之间具有第二夹角，且两所述上臂的上端具有相向设置的第一凸台；以及

分别连接于所述连接臂两侧下端的两下臂，所述两下臂之间具有第三夹角，且两所述下臂的下端具有相向设置的第二凸台，所述下臂的长度大于所述上臂的长度；以及

冷拉模，包括：

冷拉底模，具有第二容置空间；

嵌合于所述第二容置空间上部的凸衬芯；以及

嵌合于所述第二容置空间下部的凹衬芯，并且与所述凸衬芯相匹配，所述凸衬芯与所述凹衬芯之间具有间距；

其中，所述凸衬芯下部的外侧、所述凹衬芯上部的外侧与所述冷拉底模的内侧之间也具有间距以围成所述不规则H型型腔。

优选地，所热挤压底模由合金钢制成。

优选地，所述合金钢的耐温范围为800～900℃。

优选地，所述模芯通过铆钉销固定于所述热挤压底模上。

优选地，所述第一夹角的范围为120～150°。

优选地，所述第一夹角为125°。

优选地，所述第二夹角的范围为10～15°。

优选地，所述第三夹角的范围为25～35°。

优选地，所述第三夹角的范围为30°。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造上述铜质H型滑触线的方法，其中，包括以下步骤：

熔炼铜板材制成铜锭，其中，所述铜锭的含氧量为小于20ppm，所述铜锭的导电率为56%～58%；

利用所述热挤压模挤压所述铜锭形成铜质H型滑触线毛坯，其中，将所述铜锭加热至800～900℃；

将所述铜质H型滑触线毛坯头部热锻成型；

采用所述冷拉模冷拉所述铜质H型滑触线毛坯；以及

检测、校正、定尺以形成所述铜质H型滑触线。

本发明的优点是：利用合金钢制成耐高温的热挤压模，以对铜质H型滑触线毛坯进行热挤压，提高了模具的耐高温性能，从而能够满足制造铜质H型滑触线热挤压时的温度需求，并且设计合理的挤压工艺形状，以提高热挤压模具的使用寿命。并采用独特的无芯棒冷拉模具和通过设置凸衬芯和凹衬芯两个衬芯以避免拉伸过程中铜质H型滑触线发生扭曲。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了依据本发明的一个方面铜质H型滑触线的热挤压模的结构示意图。

图2示出了图1中不规则H型型腔的截面图。

图3示出了依据本发明的一个方面铜质H型滑触线的制造模具的结构示意图。

图4示出了图3中第二容置空间的截面图。

图5示出了图3中凸衬芯及凹衬芯的截面图。

图6示出了依据本发明的另一个方面制造铜质H型滑触线的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了依据本发明的一个方面铜质H型滑触线的热挤压模的结构示意图。铜质H型滑触线的制造模具包括热挤压过程中的热挤压模1和冷拉过程中的冷拉模2（见图3所示）。参照图1，热挤压模1包括：热挤压底模10、模芯11。其中，热挤压底模10具有第一容置空间（未标示）。模芯11由合金钢制成，本实施例中，合金钢的耐温范围为800～900℃，更具体的，例如850℃。另外，合金钢可以由TJM特种钢与3Cr2W8V热模钢混合制成，因此，可以满足在制造铜质H型滑触线时的温度需求。模芯11嵌合于第一容置空间内，并且通过铆钉销111固定于热挤压底模10上。模芯11具有不规则H型型腔12。

图2示出了图1中不规则H型型腔的截面图。参照图2，不规则H型型腔12包括连接臂121、两个上臂122及两个下臂123。其中，连接臂121的中间具有朝上的开口124，并且开口124具有第一夹角α，第一夹角α的范围可以为120～150°，具体的，本实施例中，第一夹角α为125°。两个上臂122分别连接于连接臂121两侧的上端，并且两个上臂122之间具有第二夹角β，第二夹角β的范围可以为10～15°，具体的，本实施例中，第二夹角β为1 2°。另外，两个上臂122的上端具有相向设置的第一凸台125。两个下臂123分别连接于连接臂121两侧的下端，并且两各下臂之间具有第三夹角γ，第三夹角γ的范围可以为25～35°，具体的，本实施例中，第三夹角γ为30°。两个上臂122之间设置有第二夹角β及两个下臂123之间设置有第三夹角γ，可以增加铜质H型滑触线的制造模具的强度。另外，两个下臂123的下端具有相向设置的第二凸台126，每一下臂123的长度大于每一上臂122的长度。从图2中，可以看出，不规则H型型腔12是以线a为对称轴的轴对称图形。

图3示出了依据本发明的一个方面铜质H型滑触线的冷拉模的结构示意图。参照图3，冷拉模2包括：冷拉底模20、凸衬芯21及凹衬芯22。其中，冷拉底模20具有第二容置空间23（见图4所示）。凸衬芯21嵌合于第二容置空间23的上部，凹衬芯22则嵌合于第二容置空间23的下部，并且凸衬芯21与凹衬芯22相匹配，凸衬芯21与凹衬芯22之间相隔一距离，另外，凸衬芯21下部的外侧与冷拉底模20的内侧之间具有间距，凹衬芯22上部的外侧与冷拉底模20的内侧之间也具有间距，因此，凸衬芯21下部的外侧、凹衬芯22上部的外侧与冷拉底模20的内侧之间也围成一个不规则H型型腔。

图4示出了图3中第二容置空间的截面图。参照图4，第二容置空间23由边311、边312、边313、边314、边315、边316、边317、边318、边319、边320、边321、边322、边323、边324及边325构成，并且第二容置空间是以线b为对称轴的轴对称图形。

图5示出了图3中凸衬芯及凹衬芯的截面图。参照图5，凸衬芯21的横截面由边211、边212、边213、边214、边215、边216、边217、边218及边219构成。继续参照图5，凹衬芯22的横截面由边221、边222、边223、边224、边225、边226、边227、边228及边229构成，并且凸衬芯21与凹衬芯22的横截面都是以线c为对称轴的轴对称图形。

在制造铜质H型滑触线的冷拉工艺中，凸衬芯21与凹衬芯22相互配合并随着铜质H型滑触线运动，铜质H型滑触线定型于凸衬芯21与凹衬芯22之间的不规则H型型腔内，因此可以避免使用芯棒，并且铜质H型滑触线在冷拉过程中不会因其过长而产生扭曲。

图6示出了依据本发明的另一个方面制造铜质H型滑触线的方法的流程图。参照图6，制造铜质H型滑触线的方法包括以下步骤：

步骤S1：熔炼铜板材制成铜锭。以板材电解铜为原材料，在半连续铸锭设备上完成制锭，形成圆柱体铜锭。在此制程中保证圆柱体铜锭的含氧量为小于20ppm，圆柱体铜锭的导电率为56%～58%。

步骤S2：利用热挤压模挤压铜锭形成铜质H型滑触线毛坯。将铜锭加热至800～900℃，采用液压挤压机，通过热挤压模1将铜锭挤压以穿过不规则H型型腔12，为此获得具有不规则H型的铜质H型滑触线毛坯。

步骤S3：将铜质H型滑触线毛坯头部热锻成型。将铜质H型滑触线毛坯的头部经过热锻使其成型，以满足下面的冷精拉工序的头部夹持要求。

步骤S4：采用冷拉模冷拉铜质H型滑触线毛坯。在拉伸机上对铜质H型滑触线毛坯冷挤拉伸，铜质H型滑触线毛坯穿过不规则H型型腔，并且凸衬芯21与凹衬芯22会随之运动，因此，就无需设置较长的芯棒，并且避免了因制造出来的铜质H型滑触线过长而发生的扭曲。

步骤S5：检测、校正、定尺以形成铜质H型滑触线。检测上述经精拉过的铜质H型滑触线毛坯的导电率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、几何公差精度等。清除冷挤拉伸工序带来的表面油污。并且，校正冷挤拉伸过程中铜质H型滑触线产生的扭曲。最后，截去铜质H型滑触线两端，获得铜质H型滑触线成品，一般铜质H型滑触线为6米。

实施例1

首先，以板材电解铜为原材料，在半连续铸锭设备上完成制锭，形成圆柱体铜锭。在此过程中控制圆柱体铜锭的含氧量为20ppm，圆柱体铜锭的导电率为56%。然后，由于热挤压模的耐温范围为800～900℃，因此可以将铜锭加热至800℃，用液压挤压机将铜锭挤压，铜锭穿过热挤压模的不规则H型型腔，获得具有不规则H型的铜质H型滑触线毛坯。接着，将铜质H型滑触线毛坯的头部经过热锻使其成型，以满足下面的冷精拉工序的头部夹持要求。在拉伸机上对铜质H型滑触线毛坯冷挤拉伸，使铜质H型滑触线毛坯穿过不规则H型型腔，并且凸衬芯21与凹衬芯22会随之运动，因此，就无需设置较长的芯棒，并且避免了因制造出来的铜质H型滑触线过长而发生的扭曲。然后，对上述铜质H型滑触线产品的导电率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、几何公差精度等进行检测，并清除冷挤拉伸工序带来的表面油污。另外，校正冷挤拉伸过程中铜质H型滑触线产生的扭曲。最后，截去铜质H型滑触线的两端，获得铜质H型滑触线成品，本实施例中，铜质H型滑触线取6米。

实施例2

首先，以板材电解铜为原材料，在半连续铸锭设备上完成制锭，形成圆柱体铜锭。在此过程中控制圆柱体铜锭的含氧量为19ppm，圆柱体铜锭的导电率为57%。然后，由于热挤压模的耐温范围为800～900℃，因此可以将铜锭加热至900℃，用液压挤压机将铜锭挤压，铜锭穿过热挤压模的不规则H型型腔，获得具有不规则H型的铜质H型滑触线毛坯。接着，将铜质H型滑触线毛坯的头部经过热锻使其成型，以满足下面的冷精拉工序的头部夹持要求。在拉伸机上对铜质H型滑触线毛坯冷挤拉伸，使铜质H型滑触线毛坯穿过不规则H型型腔，并且凸衬芯21与凹衬芯22会随之运动，因此，就无需设置较长的芯棒，并且避免了因制造出来的铜质H型滑触线过长而发生的扭曲。然后，对上述铜质H型滑触线产品的导电率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、几何公差精度等进行检测，并清除冷挤拉伸工序带来的表面油污。另外，校正冷挤拉伸过程中铜质H型滑触线产生的扭曲。最后，截去铜质H型滑触线的两端，获得铜质H型滑触线成品，本实施例中，铜质H型滑触线取6米。

实施例3

首先，以板材电解铜为原材料，在半连续铸锭设备上完成制锭，形成圆柱体铜锭。在此制程中控制圆柱体铜锭的含氧量为18ppm，圆柱体铜锭的导电率为56%。然后，由于热挤压模的耐温范围为800～900℃，因此可以将铜锭加热至850℃，用液压挤压机将铜锭挤压，铜锭穿过热挤压模的不规则H型型腔，获得具有不规则H型的铜质H型滑触线毛坯。接着，将铜质H型滑触线毛坯的头部经过热锻使其成型，以满足下面的冷精拉工序的头部夹持要求。在拉伸机上对铜质H型滑触线毛坯冷挤拉伸，使铜质H型滑触线毛坯穿过不规则H型型腔，并且凸衬芯21与凹衬芯22会随之运动，因此，就无需设置较长的芯棒，并且避免了因制造出来的铜质H型滑触线过长而发生的扭曲。然后，对上述铜质H型滑触线产品的导电率、硬度、表面粗糙度、尺寸精度、几何公差精度等进行检测，并清除冷挤拉伸工序带来的表面油污。另外，校正冷挤拉伸过程中铜质H型滑触线产生的扭曲。最后，截去铜质H型滑触线的两端，获得铜质H型滑触线成品，本实施例中，铜质H型滑触线取6米。

本发明的优点是：利用合金钢制成耐高温的热挤压模，以对铜质H型滑触线毛坯进行热挤压，提高了模具的耐高温性能，从而能够满足制造铜质H型滑触线热挤压时的温度需求，并且设计合理的挤压工艺形状，以提高热挤压模具的使用寿命。并采用独特的无芯棒冷拉模具和通过设置凸衬芯和凹衬芯两个衬芯以避免拉伸过程中铜质H型滑触线发生扭曲。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，包括：

热挤压模，包括：

热挤压底模，具有第一容置空间；以及

由合金钢制成的模芯，嵌合于所述第一容置空间内，

所述模芯具有不规则H型型腔，所述不规则H型型腔包括：

中间具有开口朝上的连接臂，所述开口具有第一夹角；

分别连接于所述连接臂两侧上端的两上臂，两所述上臂之间具有第二夹角，且两所述上臂的上端具有相向设置的第一凸台；以及

分别连接于所述连接臂两侧下端的两下臂，所述两下臂之间具有第三夹角，且两所述下臂的下端具有相向设置的第二凸台，所述下臂的长度大于所述上臂的长度；以及

冷拉模，包括：

冷拉底模，具有第二容置空间；

嵌合于所述第二容置空间上部的凸衬芯；以及

嵌合于所述第二容置空间下部的凹衬芯，并且与所述凸衬芯相匹配，所述凸衬芯与所述凹衬芯之间具有间距；

其中，所述凸衬芯下部的外侧、所述凹衬芯上部的外侧与所述冷拉底模的内侧之间也具有间距以围成所述不规则H型型腔。

2.如权利要求1所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述热挤压底模由合金钢制成。

3.如权利要求1所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述合金钢的耐温范围为800～900℃。

4.如权利要求1所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述模芯通过铆钉销固定于所述热挤压底模上。

5.如权利要求1所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述第一夹角的范围为120～150°。

6.如权利要求5所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述第一夹角为125°。

7.如权利要求1至6任一项所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述第二夹角的范围为10～15°。

8.如权利要求1至6任一项所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述第三夹角的范围为25～35°。

9.如权利要求8所述的铜质H型滑触线的制造模具，其特征在于，所述第三夹角为30°。

10.一种制造如权利要求1至9任一项所述的铜质H型滑触线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

熔炼铜板材制成铜锭，其中，所述铜锭的含氧量为小于20ppm，所述铜锭的导电率为56％～58％；

利用所述热挤压模挤压所述铜锭形成铜质H型滑触线毛坯，其中，将所述铜锭加热至800～900℃；

将所述铜质H型滑触线毛坯头部热锻成型；

采用所述冷拉模冷拉所述铜质H型滑触线毛坯；以及

检测、校正、定尺以形成所述铜质H型滑触线。