CN104971957A - 纯铂杯形器皿挤压成形方法 - Google Patents

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殷强
赵震
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Abstract

一种金属塑性成形领域的纯铂杯形器皿挤压成形方法，通过对纯铂坯料的表面镀铜以提高铂材的延展性与自润滑性，然后经正反复合挤压一次成形，并酸洗去除表面的铜，清洗后去应力退火处理得到纯铂杯形器皿。本发明能够保证获得无焊缝杯形器皿，提高其使用性能，彻底解决焊缝泄漏的缺陷；本发明材料利用率高，且便于组织连续生产，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本。

Description

纯铂杯形器皿挤压成形方法
技术领域
本发明涉及的是一种金属塑性成形领域的技术，具体是一种纯铂杯形器皿挤压成形方法。
背景技术
实际中有一类化学器皿，需要在高温下工作，工作温度超过1000℃，此时需要采用铂金作为材质，铂金材料具有耐高温、耐腐蚀的天然特性。对于这种化学器皿制造，目前可以采用铂金薄板材，卷起后焊接成形。但是，实际熔炼时，这种器皿在高温下容易造成原液从焊缝处泄漏，影响化学反应质量，导致产品失效，无法满足使用要求。此外，由于铂金属于贵金属，一般不采用切削加工的方法，材料利用率低下，材料回收利用困难，而且金属纤维被切断，零件使用性能差。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102049665，公开日2011.05.11，公开了一种Ni‐Cr‐Mo耐蚀合金筒形件的制备方法，所采用的工艺步骤为:中频炉熔炼—离心铸造管坯—均匀化处理—机械加工—旋压—固溶处理—酸洗—精整—内外抛光—切定尺(筒形件的筒壁)—筒底圆片加工—筒底焊接。虽然加工出了无缝筒壁，但是底部与侧壁仍然需要采用氩弧焊进行焊接，其缺陷是焊缝处及焊接热影响区处的组织与板材组织差别较大，降低了杯形件的整体耐蚀性能。当杯形件的材料为Pt时，使用焊接的工艺方案其缺点在于：1、Pt的焊接性能不好，很多焊接方法不能用于Pt的焊接；2、当使用焊接方法时，焊缝处的性能与杯形件其他部分的性能差别较大，不利于杯形件的实际使用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种纯铂杯形器皿挤压成形方法，采用正反复合挤压一次成形，彻底解决焊缝泄漏的缺陷，同时提高生产效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种纯铂杯形器皿挤压成形方法，通过对纯铂坯料的表面镀铜，利用铜材良好地延展性与自润滑性能，使铂材便于挤压变形，再利用正反复合挤压一次成形，接着进行酸洗去除表面的铜，清洗后进行去应力退火处理，并得到纯铂杯形器皿。
所述的纯铂坯料为空心结构，可以通过铸造工艺得到，其中坯料重量要与成品重量相等。
所述的纯铂坯料，优选预先经退火处理，使得铂材延伸率提升至90％以上。
所述的铸造工艺，便于将使用后杯形器皿回收再利用，减少铂材这种贵金属损耗。
所述的表面镀铜，采用电镀方式，镀层厚度控制在10～20μm，具体为：将铜置于阳极，待镀零件置于阴极，电镀盐溶液可选用焦磷酸钾或次磷酸钠。
所述的电镀，具体参数为：主盐浓度50～70g/L，电流密度10～30A/dm2，电镀溶液温度30～50℃，电镀时间20～40min。
所述的正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，其内孔尺寸由心轴内径确定，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部。
所述的正反复合挤压，挤压时凸模下行速度为5mm/s～20mm/s。
所述的正反复合挤压，为保证材料利用率，挤压过程中上端杯部与下端杆部要求同时达到目标尺寸，应优选正反挤压变形程度之比ε＝(D+t)/(d1+t)，并且凸、凹模过渡圆角半径之比m＝r1/r2，其中：D为上端杯部内径，t为纯铂坯料厚度，d1为下端杆部内径，r1和r2分别为凸、凹模过渡圆角半径。
当上端杯部高度H1与下端杆部高度H2比值为2，变形程度之比ε为5.1～6.8，圆角半径之比m为2.2～3.0。
所述的酸洗去铜处理，可采用浓硫酸腐蚀去铜，浓硫酸的质量分数为75％，酸洗时间45～120分钟，
所述的清洗，采用清水冲洗，除去表面残留酸液及其他杂质。
所述的去应力退火，退火温度为1000～1200℃，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
技术效果
与现有技术相比，本发明的技术效果包括：
1)可以保证杯形器皿无焊缝，提高其使用性能，避免焊缝缺陷引起的耐蚀性问题，大幅度降低原液泄漏的风险；
2)材料利用率高，保留了完整的金属流线，提高了杯形器皿的综合性能；
3)便于组织连续生产，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是纯铂杯形器皿零件示意图；
图3是正反复合挤压模具示意图；
图中：1为心轴、2为凸模、3为凹模、4为坯料、5为工件。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括以下操作步骤：
1、制坯，通过铸造工艺获得空心结构的纯铂坯料，进行退火处理。
2、表面镀铜，用电镀的方法在空心坯料表面镀上一层10μm的铜镀层，具体电镀工艺相关参数为：主盐浓度60g/L，电流密度20A/dm2，电镀溶液温度30℃，电镀时间20min。
3、正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压时凸模下行速度为10mm/s；挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部；
所述的正反复合挤压，为保证材料利用率，挤压过程中上端杯部与下端杆部要求同时达到目标尺寸，应优选正反挤压变形程度之比ε＝(D+t)/(d1+t)，并且凸、凹模过渡圆角半径之比m＝r1/r2，其中：D为上端杯部内径，t为纯铂坯料厚度，d1为下端杆部内径，r1和r2分别为凸、凹模过渡圆角半径。
当上端杯部高度H1与下端杆部高度H2比值为2，变形程度之比ε为5.1～6.8，圆角半径之比m为2.2～3.0，本实施例中上端杯部高度120mm与下端杆部高度60mm，同时达到尺寸；此时，变形程度之比ε为5.13，优选圆角半径之比m为3.0。
4、酸洗去铜，采用浓硫酸腐蚀去铜，浓硫酸的质量分数为75％，酸洗时间为45分钟。
5、清洗，将酸洗后的工件放入清水中进行清洗，除去表面残留酸液及其他杂质。
6、所述的去应力退火，退火温度为1100℃，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
通过上述操作步骤得到的杯形器皿无焊缝，材料利用率100％，无需后续加工即可直接使用。
实施例2
如图1所示，本实施例包括以下操作步骤：
1、制坯，通过铸造工艺获得空心结构的纯铂坯料，进行退火处理。
2、表面镀铜，用电镀的方法在空心坯料表面镀上一层20μm的铜镀层，具体电镀工艺相关参数为：主盐浓度60g/L，电流密度20A/dm2，电镀溶液温度50℃，电镀时间40min。
3、正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压时凸模下行速度为20mm/s；挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部；挤压过程中，上端杯部高度120mm与下端杆部高度60mm，同时达到尺寸；此时，变形程度之比ε为5.13，优选圆角半径之比m为3.0。
4、酸洗去铜，采用浓硫酸腐蚀去铜，浓硫酸的质量分数为75％，酸洗时间为120分钟。
5、清洗，将酸洗后的工件放入清水中进行清洗，除去表面残留酸液及其他杂质。
6、所述的去应力退火，退火温度为1100℃，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
通过上述操作步骤得到的杯形器皿无焊缝，材料利用率100％，无需后续加工即可直接使用。
实施例3
如图1所示，本实施例包括以下操作步骤：
1、制坯，利用回收的杯形器皿作为原材料，通过铸造工艺获得空心结构的纯铂坯料，进行退火处理。
2、表面镀铜，用电镀的方法在空心坯料表面镀上一层12μm的铜镀层，具体电镀工艺相关参数为：主盐浓度60g/L，电流密度20A/dm2，电镀溶液温度40℃，电镀时间25min。
3、正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压时凸模下行速度为15mm/s；挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部；挤压过程中，上端杯部高度80mm与下端杆部高度40mm，同时达到尺寸；此时，优选的变形程度之比ε为6.8，圆角半径之比m为2.5。
4、酸洗去铜，采用浓硫酸腐蚀去铜，浓硫酸的质量分数为75％，酸洗时间为70分钟。
5、清洗，将酸洗后的工件放入清水中进行清洗，除去表面残留酸液及其他杂质。
6、所述的去应力退火，退火温度为1050℃，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
通过上述操作步骤得到的杯形器皿无焊缝，材料利用率100％，无需后续加工即可直接使用。

Claims (10)

1.一种纯铂杯形器皿挤压成形方法，其特征在于，通过对纯铂坯料的表面镀铜以提高铂材的延展性与自润滑性，然后经正反复合挤压一次成形，并酸洗去除表面的铜，清洗后去应力退火处理得到纯铂杯形器皿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的纯铂坯料通过铸造工艺制备得到且预先经退火处理，具体为空心结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的表面镀铜，采用电镀方式，镀层厚度控制在10～20μm。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的表面镀铜是指：将铜置于阳极，待镀零件置于阴极，选用焦磷酸钾或次磷酸钠作为电镀盐溶液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的电镀，电镀盐溶液中的主盐浓度50～70g/L，电流密度10～30A/dm2，电镀溶液温度30～50℃，电镀时间20～40min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的正反复合挤压是指：在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是，所述的正反复合挤压，挤压时凸模下行速度为5mm/s～20mm/s。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是，挤压过程中上端杯部与下端杆部同时达到目标尺寸，正反挤压变形程度之比ε＝(D+t)/(d1+t)，并且凸、凹模过渡圆角半径之比m＝r1/r2，其中：D为上端杯部内径，t为纯铂坯料厚度，d1为下端杆部内径，r1和r2分别为凸、凹模过渡圆角半径。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的变形程度之比ε为5.1～6.8，圆角半径之比m为2.2～3.0。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的去应力退火，退火温度为1000～1200℃，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB812819A (en) * 1955-05-20 1959-04-29 Nat Res Dev Improvements in and relating to the extrusion or other high pressure flow-working oftitanium
DE3210304C2 (de) * 1982-03-20 1986-08-14 GF -Flamm-Metallspritz - GmbH, 4130 Moers Verfahren zum Herstellen von Profilen aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung durch Strangpressen bzw. Fliespressen
CN101020200A (zh) * 2006-02-14 2007-08-22 江苏森威集团有限责任公司 径向与反向复合挤压的精密锻造工艺
CN101264563A (zh) * 2008-04-21 2008-09-17 常州市浩峰汽车附件有限公司 汽车空调用冷凝器干燥筒筒体的生产方法
CN101428302A (zh) * 2008-10-31 2009-05-13 长安汽车（集团）有限责任公司 高强度铝合金锥形薄壁件毛坯挤压成型工艺
CN101869926A (zh) * 2009-12-10 2010-10-27 胡乐煊 一种钛铜复合棒用钛套的制备方法及模具
CN102357645A (zh) * 2011-08-23 2012-02-22 江苏大学 圆棒料一步多向复合成形中部法兰管接头的装置及其方法
CN103866244A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 宁夏东方钽业股份有限公司 一种铌管状靶材及其生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB812819A (en) * 1955-05-20 1959-04-29 Nat Res Dev Improvements in and relating to the extrusion or other high pressure flow-working oftitanium
DE3210304C2 (de) * 1982-03-20 1986-08-14 GF -Flamm-Metallspritz - GmbH, 4130 Moers Verfahren zum Herstellen von Profilen aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung durch Strangpressen bzw. Fliespressen
CN101020200A (zh) * 2006-02-14 2007-08-22 江苏森威集团有限责任公司 径向与反向复合挤压的精密锻造工艺
CN101264563A (zh) * 2008-04-21 2008-09-17 常州市浩峰汽车附件有限公司 汽车空调用冷凝器干燥筒筒体的生产方法
CN101428302A (zh) * 2008-10-31 2009-05-13 长安汽车（集团）有限责任公司 高强度铝合金锥形薄壁件毛坯挤压成型工艺
CN101869926A (zh) * 2009-12-10 2010-10-27 胡乐煊 一种钛铜复合棒用钛套的制备方法及模具
CN102357645A (zh) * 2011-08-23 2012-02-22 江苏大学 圆棒料一步多向复合成形中部法兰管接头的装置及其方法
CN103866244A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 宁夏东方钽业股份有限公司 一种铌管状靶材及其生产方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海市经济委员会科学技术处编: "《上海市热处理新成果汇编》", 31 December 1989 *
储荣邦等: "《简明电镀工手册》", 31 January 2013, 机械工业出版社 *
彭大暑: "《金属塑性加工原理》", 30 April 2014, 中南大学出版社 *
王恒: "《金属加工润滑冷却液》", 30 April 2008, 化学工业出版社 *

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