CN103121045A - 金属带绕包生产双金属复合材料的方法及设备 - Google Patents

金属带绕包生产双金属复合材料的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了金属带绕包生产双金属复合材料的方法，具体步骤：首先，金属坯料在挤压轮沟槽摩擦力作用下进入挤压腔体，通过安装在挤压腔体内的挤压模具挤压出产品；其次，挤压出来的产品通过固定导向辊进入绕挤压产品中心线旋转的绕包装置，绕包装置上的金属带盘在绕包装置的驱动下将金属带以恒定的张紧力和固定节距绕挤压出的产品外表面旋转，形成固定节距的外层绕包复合产品；最后，绕包后的复合产品经过模具使得绕包金属带与挤压出来的产品紧密贴合形成冶金结合，最终形成双金属复合产品。本方法是将连续挤压设备挤压出来的芯材直接在外层绕包上外层金属，不需要焊接，利用连续挤压产品具有高温的特性，使得内外层金属直接达到冶金接合。

Description

金属带绕包生产双金属复合材料的方法及设备
 
技术领域
本发明涉及一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法及设备。
背景技术
现有技术中，集流管外层为4343或者4045铝合金，内层为3003铝合金，有的在外层还有喷锌层。目前双金属铝复合管，采用两种办法制造：一种是首先用轧制的方法制造出4343/3003或者4045/3003双金属复合带，再将双金属复合带焊接成双金属铝管；第二种方法是首先制造出圆形4343/3003或4045/3003双金属复合棒，再通过热挤压方法挤压出厚壁双金属复合管，然后将厚壁双金属复合管通过轧制、拉拔方法最终得到成品双金属复合管，其它双金属管材有采用双金属复合带焊接方法生产，也有采用套管拉拔方法生产的。
双金属复合线材或者双金属复合管目前采用外层金属带材经过弯曲形成管材，经过焊接形成封闭管材，芯线穿入管材后，经过拉拔将外层金属与内层金属复合在一起，后续经过塑性变形和热处理拉拔到两种金属的冶金接合，目前连续包覆方法，是将外层材料经过挤压包覆在芯部材料外表面，连续包覆产品所生产的复合材料的外层材料是通过连续挤压方法挤压出来的，传统的纵包焊接方法必须经过多道次拉拔和退火，才会形成两层金属的冶金接合。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，包括以下步骤：
A、首先，金属坯料在挤压轮沟槽摩擦力作用下进入挤压腔体，通过安装在挤压腔体内的挤压模具挤压出产品；
B、然后，挤压出来的产品通过固定导向辊进入绕挤压产品中心线旋转的绕包装置，绕包装置上的绕固定中心线旋转的金属带盘在绕包装置的驱动下将金属带以恒定的张紧力和固定节距绕挤压出的产品外表面旋转，形成固定节距的外层绕包复合产品；
C、最后，绕包后的复合产品经过模具使得绕包金属带与挤压出来的产品紧密贴合形成冶金结合，最终形成双金属复合材料。
所述步骤B中使挤压出来的产品保持在400℃以上的温度进行绕包。
所述步骤C中的模具为拉拔模具或旋压模具。
所述步骤B中金属带绕包前进行表面处理，去除金属带表面的氧化层和其他杂质。
所述步骤B中金属带在绕包后金属带之间为搭接或不搭接。
所述金属带之间搭接时，最大搭接量为1mm。
所述金属带之间不搭接时，金属带间的间隙为0-1mm。
本发明为实现上述目的所采用的另一技术方案是：一种用于金属带绕包生产双金属复合材料的方法的设备，包括旋转挤压轮（1）、压实轮（4）、挡料快（6）、挤压腔体（7）、挤压模具（8）、固定导向辊（10）、绕包装置（11）和模具（15），所述旋转挤压轮（1）上设有圆周方向的沟槽（2），压实轮（4）安装在旋转挤压轮（1）的上部，挡料快（6）安装在旋转挤压轮（1）上，挤压腔体（7）设置在旋转挤压轮（1）的右端，挤压模具（8）安装在挤压腔体（7）内，固定导向辊（10）设置在挤压腔体（7）的前端，绕包装置（11）设置在固定导向辊（10）的前端，绕包装置（11）可绕挤压产品（9）中心线旋转，模具（15）设置在绕包装置（11）的前端。
所述绕包装置（11）上安装有绕固定中心线（12）旋转的金属带盘。
所述模具（15）为拉拔模具或旋压模具。
本发明一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，与传统的集流管的热轧复合带再经过焊接生产复合管的方法具有明显本质不同，本方法与将外层金属弯曲成管材在焊接后，经过拉拔形成双金属复合管材的本质区别在于，本方法是将连续挤压设备挤压出来的芯材直接在外层绕包上外层金属，不但不需要焊接，而且利用连续挤压产品具有高温的特性，使得内外层金属直接达到冶金接合，而传统的纵包焊接方法必须经过多道次拉拔和退火，才会形成两层金属的冶金接合。
本发明的连续挤压出来产品为双金属复合材料的芯材，而传统连续挤压包覆方法经过连续挤压包覆机生产的产品为复合材料的芯材，同时本发明所使用的外层材料为带材，而连续挤压包覆方法生产的复合材料的外层原材料为铝杆或者铜杆，由于双金属复合铝管作为空调的集流管，外层的4343或者4045铝合金作为焊剂材料，在加热焊接过程中全部融化并形成焊缝材料，因此采用铝带绕包技术生产该铝合金复合管时，外层焊剂材料带有螺旋缝并不影响该复合管的使用性能，使得绕包技术可行。
附图说明
图1是本发明一种用于金属带绕包生产双金属复合材料方法的设备的结构示意图。
图中：1、旋转挤压轮；2、沟槽；3、坯料；4、压实轮；6、挡料快；7、挤压腔体；8、挤压模具；9、挤压产品；10、固定导向辊；11、绕包装置；12、固定中心线；13、金属带；14、复合产品；15、模具。
具体实施方式
如图1所示，金属带绕包生产双金属复合材料的方法及设备，包括旋转挤压轮1、压实轮4、挡料快6、挤压腔体7、挤压模具8、固定导向辊10、绕包装置11和模具15，旋转挤压轮1上设有圆周方向的沟槽2，压实轮4安装在旋转挤压轮1的上部，挡料快6安装在旋转挤压轮1上，挤压腔体7设置在旋转挤压轮1的右端，挤压模具8安装在挤压腔体7内，固定导向辊10设置在挤压腔体7的前端，绕包装置11设置在固定导向辊10的前端，绕包装置11可绕挤压产品9中心线旋转，模具15设置在绕包装置11的前端，绕包装置11上安装有绕固定中心线12旋转的金属带盘，模具15为拉拔模具或旋压模具。
金属带绕包生产双金属复合材料的方法，具体步骤为：首先，旋转挤压轮1上带有圆周方向的沟槽2，坯料3经过压实轮4压下，坯料3在挤压轮沟槽2的摩擦力驱动下，坯料3前进到挡料块6时，进入挤压腔体7，在腔体7内安装有挤压模具8，通过模具8挤出挤压产品9；其次，连续挤压机挤压出来的产品9通过固定导向辊10进入可以绕挤压产品中心线旋转的绕包装置11，绕包装置11上装有一个可以绕固定中心线12旋转的金属带盘，在绕包装置11的驱动下金属带13以恒定的张紧力和固定节距绕挤压产品9外表面，绕包装置的转速受挤压产品9的线速度控制，保证金属带13在挤压产品外表面形成均匀节距的绕包层，金属带9在绕包后金属带与金属带间可以搭接也可以不搭接，如果搭接，最大搭接量为1mm，如果不搭接，金属带间的间隙为0到1mm之间，绕包后的挤压产品9与金属带13所形成的新的复合产品14；最后，绕包后的复合产品14，经过拉拔模具或者旋压模具，使得绕包金属带与挤压产品9紧密贴合并形成冶金结合，最终形成双金属复合材料，其中，连续挤压出来的挤压产品9不需经冷却即进行绕包，挤压产品9保持在400℃以上的温度，绕包装置旋转速度以挤压产品9的线速度为给定信号，使得金属带在绕包时具有恒定的节距，拉拔模具或者旋压模具采用石墨或者陶瓷，避免拉拔模具或者旋压模具表面粘粘外层金属，不需要再拉拔或者旋压时添加润滑剂，在金属带13绕包前，对金属带的表面进行处理，去除金属带的表面氧化层和其它杂质，连续挤压出来的挤压产品9可以经过氮气保护，避免芯材表面氧化，本发明的金属带绕包生产双金属复合材料的方法，与将外层金属弯曲成管材在焊接后，经过拉拔形成双金属复合管材的本质区别在于，本方法是将连续挤压设备挤压出来的芯材直接在外层绕包上外层金属，不但不需要焊接，而且利用连续挤压产品具有高温的特性，使得内外层金属直接达到冶金接合，而传统的纵包焊接方法必须经过多道次拉拔和退火，才会形成两层金属的冶金接合。
本发明的连续挤压出来产品为双金属复合材料的芯材，而传统连续挤压包覆方法经过连续挤压包覆机生产的产品为复合材料的芯材，同时本发明所使用的外层材料为带材，而连续挤压包覆方法生产的复合材料的外层原材料为铝杆或者铜杆，由于双金属复合铝管作为空调的集流管，外层的4343或者4045铝合金作为焊剂材料，在加热焊接过程中全部融化并形成焊缝材料，因此采用铝带绕包技术生产该铝合金复合管时，外层焊剂材料带有螺旋缝并不影响该复合管的使用性能，使得绕包技术可行。

Claims (10)

1.一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、首先，金属坯料在挤压轮沟槽摩擦力作用下进入挤压腔体，通过安装在挤压腔体内的挤压模具挤压出产品；
B、其次，挤压出来的产品通过固定导向辊进入绕挤压产品中心线旋转的绕包装置，绕包装置上的绕固定中心线旋转的金属带盘在绕包装置的驱动下将金属带以恒定的张紧力和固定节距绕挤压出的产品外表面旋转，形成固定节距的外层绕包复合产品；
C、最后，绕包后的复合产品经过模具使得绕包金属带与挤压出来的产品紧密贴合形成冶金结合，最终形成双金属复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述步骤B中使挤压出来的产品保持在400℃以上的温度进行绕包。
3.根据权利要求1所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述步骤C中的模具为拉拔模具或旋压模具。
4.根据权利要求1所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述步骤B中金属带绕包前进行表面处理，去除金属带表面的氧化层和其他杂质。
5.根据权利要求1所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述步骤B中金属带在绕包后金属带之间为搭接或不搭接。
6.根据权利要求5所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述金属带之间搭接时，最大搭接量为1mm。
7.根据权利要求5所述的一种金属带绕包生产双金属复合材料的方法，其特征在于：所述金属带之间不搭接时，金属带间的间隙为0-1mm。
8.一种用于权利要求1金属带绕包生产双金属复合材料方法的设备，其特征在于：包括旋转挤压轮（1）、压实轮（4）、挡料快（6）、挤压腔体（7）、挤压模具（8）、固定导向辊（10）、绕包装置（11）和模具（15），所述旋转挤压轮（1）上设有圆周方向的沟槽（2），压实轮（4）安装在旋转挤压轮（1）的上部，挡料快（6）安装在旋转挤压轮（1）上，挤压腔体（7）设置在旋转挤压轮（1）的右端，挤压模具（8）安装在挤压腔体（7）内，固定导向辊（10）设置在挤压腔体（7）的前端，绕包装置（11）设置在固定导向辊（10）的前端，绕包装置（11）可绕挤压产品（9）中心线旋转，模具（15）设置在绕包装置（11）的前端。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述绕包装置（11）上安装有绕固定中心线（12）旋转的金属带盘。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述模具（15）为拉拔模具或旋压模具。
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