CN104801560A - 一种铜母线挤压模具及挤压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜母线挤压模具及挤压成型工艺。挤压模具包括模具主体，模具主体包括挤压塑性变形腔及挤压模腔，挤压模腔包括铜母线主体成型槽及散热机构成型槽，所述铜母线主体成型槽一侧为平面结构，另一侧与所述散热机构成型槽连通，所述散热机构成型槽为两组，每组散热机构成型槽包括多个铜母线翅片成型槽，挤压成型工艺步骤：预热挤压腔，预热挤压引杆，然后将挤压引杆放入挤压机中进行挤压，然后在将待加工无氧铜杆送入挤压模具中进行挤压，经过挤压后的铜母线进行水循环冷却，水槽的水中兑有一定比例的酒精。本发明可一次挤压成型制备出单面翅片自散热铜母线，且生产效率高，加工出的产品质量强度高，表面光洁度好，使用寿命长。

Description

一种铜母线挤压模具及挤压成型工艺

技术领域

本发明涉及一种铜母线挤压模具及挤压成型工艺，属于电力母线制造技术领域。

背景技术

电工铜排、母线是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。目前，通过不同的挤压模具可以制出不同结构的铜母线，而在应用过程铜母线本体存在过热现像，现有的降温方式主要针对制备完成后的铜母线：如可以对铜母线外部吹风散热进行风冷却，散热效率低，成本高；还可以对铜母线进行机加工铣出散热块或在母线本体安装散热块，不但增加了成本，操作繁琐，制作效率低，而且散热块会出现松动，松动处电阻增加，会发生局部过热，影响母线导电性能；现有的可通过挤压模具挤压出异形铜母线，尽管异形挤压模具增加了铜母线自身的散热面积达到一定散热效果，但是通过异形挤压模具的挤压，产品质量往往难于保证和控制，还会增加生产成本，原材料利用率低；目前，国内铜母线的生产主要采用轧制和传统挤压两种工艺，加工完成后酸洗工序的硫酸残液需要进行处理才能进行排放，并且会造成环境的污染。总之，上述两种方法需要多道工序及配套设备来完成，不但操作工人多，劳动强度大，设备占用厂房面积大，而且工艺流程长，工序复杂，能耗大，材料利用率低，获得的产品质量难于保证和控制。如采用传统挤压工序的脱皮、压余和拉拔工序之后的切头去尾造成材料浪费，材料利用率低于70％。而轧制工艺需要中断锯切，锭边裂纹产生短尺废品，加之加热过程的氧化损耗等，材料利用率也不足80％。

因此，设计一套一次挤压成型模具及挤压成型方法来制备自散热铜母线，是电力应用领域所急需的。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种结构简单，可挤压成型出高效自散热铜母线的铜母线挤压模具及挤压成型工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铜母线挤压模具，包括模具主体，所述模具主体由前往后依次设有挤压塑性变形腔及挤压模腔，所述挤压塑性变形腔呈喇叭状，所述挤压塑性变形腔的挤压模角为40度，所述挤压模腔包括铜母线主体成型槽及散热机构成型槽，所述铜母线主体成型槽一侧为平面结构，另一侧与所述散热机构成型槽连通，所述散热机构成型槽为两组，每组散热机构成型槽皆包括多个均匀排布的铜母线翅片成型槽，所述铜母线翅片成型槽的截面为矩形结构，且端部为弧形结构，所述铜母线主体成型槽的上端和下端皆为弧形结构；所述散热机构成型槽之间的距离为20mm。弧形结构便于拔模，保证经过挤压模具的铜母线表面光洁度。

进一步的，每组所述散热机构成型槽包括三个所述铜母线翅片成型槽，所述铜母线翅片成型槽与所述铜母线主体成型槽连通。充分考虑了模具主体的空间，减小挤压模具的体积，同时拔模方便且保证产品的质量，同时也保证了经过该挤压模具挤压出的铜母线方便安装固定，可适应更多的安装环境。

进一步的，所述铜母线主体成型槽宽度为20mm，高度为120mm，其拔模斜度为3度。拔模方便。

进一步的，所述铜母线翅片成型槽之间的间距为7.5mm，所述铜母线翅片成型槽的宽度为10mm，高度为5mm，其拔模斜度为3度。铜母线翅片成型槽的宽度及相邻铜母线翅片成型槽之间间距的设置保证了挤压产品过程顺利且产品质量高，同时考虑了制备出的铜母线翅片之间的空间，保证了铜母线翅片之间的透气性，有利于均匀散热。

所述模具主体的厚度为40mm，所述挤压模腔的厚度为20mm。既保证铜母线的挤压效果，又能提高挤压效率。

本发明挤压模具的有益效果是，通过该挤压模具可一次挤压成型出高效单面翅片自散热铜母线，且保证制备出的铜母线组织均匀，强度高，表面光洁度好，使用寿命长。

本发明还涉及一种铜母线挤压成型工艺，采用上述挤压模具制备铜母线的步骤如下：

1)预热挤压机的挤压腔，在450℃预热炉中加热3小时；

2)预热挤压引杆：取200mm长无氧铜杆作为挤压引杆，并加热至800～900℃；

3)将经过步骤1)预热好的挤压腔安装到挤压机，并将步骤2)预热好的挤压引杆送入到挤压机的挤压轮中开始挤压，接着将待加工无氧铜杆的一端送入挤压机的挤压轮，通过挤压轮挤压呈流体状，流体在所述挤压引杆的接引下经过挤压腔进入到所述挤压模具，经过挤压模具的挤压塑性变形腔先变形，然后再进入挤压模腔中进行挤压，通过铜母线主体成型槽及铜母线翅片成型槽成型制出带有单面矩形翅片的铜母线；所述挤压机的挤压速度为10～11转/分，挤压温度为：470-480℃；

4)将经过步骤3)制得的所述单面矩形翅片铜母线经过清洗水槽进行清洗降温，获得成品铜母线；所述清洗槽中水温控制在30-40℃，水中按重量比兑有3～8％的酒精。

本发明挤压成型工艺的有益效果是：通过挤压机设定的挤压温度，挤压速度等工艺参数，实现一次挤压成型制备单面翅片自散热铜母线，解决目前生产铜母线生产效率低，能耗大，无法一次成型的缺点，大大缩短了工艺流程，减少了设备投资，提高了产品质量。

附图说明

图1为本发明挤压模具的结构示意图；

图2为图1中沿A-A方向的结构示意图；

图中，1、模具主体；2、铜母线主体成型槽；3、铜母线翅片成型槽；4、挤压塑性变形腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，一种铜母线挤压模具，包括模具主体1，所述模具主体1由前往后依次设有挤压塑性变形腔4及挤压模腔，所述挤压塑性变形腔呈喇叭状，所述挤压塑性变形腔的挤压模角为40度，所述挤压模角为模面与挤压轴线的夹角是影响坯料流动均匀性的一个很重要的因素，所述挤压模腔包括铜母线主体成型槽2及散热机构成型槽，所述铜母线主体成型槽2一侧为平面结构，另一侧与所述散热机构成型槽连通，所述散热机构成型槽为两组，每组散热机构成型槽皆包括多个均匀排布的铜母线翅片成型槽3，所述铜母线翅片成型槽3的端部为弧形结构，所述铜母线主体成型槽的上端和下端皆为弧形结构；所述散热机构成型槽之间的距离为20mm。弧形结构便于拔模，保证经过挤压模具的铜母线表面光洁度。

每组所述散热机构成型槽包括三个所述铜母线翅片成型槽3，所述铜母线翅片成型槽3与所述铜母线主体成型槽1连通。充分考虑了模具主体的空间，减小挤压模具的体积，同时拔模方便且保证产品的质量，同时也保证了经过该挤压模具挤压出的铜母线方便安装固定，可适应更多的安装环境。

所述铜母线主体成型槽的宽度为20mm，高度为120mm，其拔模斜度为3度。如图2所示，为了方便出模而设计的斜度，拔模方便。

所述铜母线翅片成型槽之间的间距为7.5mm，所述铜母线翅片成型槽的宽度为10mm，高度为5mm，其拔模斜度为3度。铜母线翅片成型槽的长度、高度及相邻铜母线翅片成型槽之间间距的设置保证了挤压产品过程顺利且产品质量高，同时考虑了制备出的铜母线翅片之间的空间，保证了铜母线翅片之间的透气性，有利于均匀散热。

所述模具主体的厚度为40mm，挤压模腔的厚度为20mm。既保证铜母线的挤压效果，又能提高挤压效率。

通过上述挤压模具可一次挤压成型出高效单面翅片自散热铜母线，且保证制备出的铜母线组织均匀，强度高，表面光洁度好，使用寿命长。

本发明还涉及一种铜母线挤压成型工艺，采用上述挤压模具制备铜母线的步骤如下：1)预热挤压机的挤压腔：在450℃预热炉中加热3小时；2)预热挤压引杆：取200mm长无氧铜杆作为挤压引杆，并加热至800～900℃；3)将经过步骤1)预热好的挤压腔安装到挤压机，并将步骤2)预热好的挤压引杆送入到挤压机的挤压轮中开始挤压，接着将待加工无氧铜杆的一端送入挤压机的挤压轮，通过挤压轮挤压呈流体状，流体在所述挤压引杆的接引下经过挤压腔进入到所述挤压模具，经过挤压模具的挤压塑性变形腔先变形，然后再进入挤压模腔中进行挤压，通过铜母线主体成型槽及铜母线翅片成型槽成型制出带有单面矩形翅片的铜母线；所述挤压机的挤压速度为10～11转/分，挤压温度为：470-480℃；4)将经过步骤3)制得的所述单面矩形翅片铜母线经过清洗水槽进行清洗降温，获得成品铜母线；所述清洗槽中水温控制在30-40℃，水中按重量比兑有3～8％的酒精。

通过挤压机设定的挤压温度，挤压速度等工艺参数，实现一次挤压成型制备单面翅片自散热铜母线，解决目前生产铜母线生产效率低，能耗大，无法一次成型的缺点，大大缩短了工艺流程，减少了设备投资，提高了产品质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜母线挤压模具，其特征在于，包括模具主体，所述模具主体由前往后依次设有挤压塑性变形腔及挤压模腔，所述挤压塑性变形腔呈喇叭状，所述挤压塑性变形腔的挤压模角为40度，所述挤压模腔包括铜母线主体成型槽及散热机构成型槽，所述铜母线主体成型槽一侧为平面结构，另一侧与所述散热机构成型槽连通，所述散热机构成型槽为两组，每组散热机构成型槽皆包括多个均匀排布的铜母线翅片成型槽，所述铜母线翅片成型槽的端部为弧形结构，所述铜母线主体成型槽的上端和下端皆为弧形结构；所述散热机构成型槽之间的距离为20mm。

2.根据权利要求1所述的铜母线挤压模具，其特征在于，每组所述散热机构成型槽包括三个所述铜母线翅片成型槽，所述铜母线翅片成型槽与所述铜母线主体成型槽连通。

3.根据权利要求1或2所述的铜母线挤压模具，其特征在于，所述铜母线主体成型槽宽度为20mm，高度为120mm，其拔模斜度为3度。

4.根据权利要求3所述的铜母线挤压模具，其特征在于，所述铜母线翅片成型槽之间的间距为7.5mm，所述铜母线翅片成型槽的宽度为10mm，高度为5mm，其拔模斜度为3度。

5.一种铜母线挤压成型工艺，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的铜母线挤压模具，步骤如下：

1)预热挤压机的挤压腔：在450℃预热炉中加热3小时；

2)预热挤压引杆：取200mm长无氧铜杆作为挤压引杆，并加热至800～900℃；

3)将经过步骤1)预热好的挤压腔安装到挤压机，并将步骤2)预热好的挤压引杆送入到挤压机的挤压轮中开始挤压，接着将待加工无氧铜杆的一端送入挤压机的挤压轮，通过挤压轮挤压呈流体状，流体在所述挤压引杆的接引下经过挤压腔进入到所述挤压模具，经过挤压模具的挤压塑性变形腔先变形，然后再进入挤压模腔中进行挤压，通过铜母线主体成型槽及铜母线翅片成型槽成型制出带有单面矩形翅片的铜母线；所述挤压机的挤压速度为10～11转/分，挤压温度为：470-480℃；

4)将经过步骤3)制得的所述单面矩形翅片铜母线经过清洗水槽进行清洗降温，获得成品铜母线；所述清洗槽中水温控制在30-40℃，水中按重量比兑有3～8％的酒精。