CN110293141A - 一种半固态挤压制备铜管的模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半固态挤压制备铜管的模具，其包括上模、下模；所述上模、下模；其中上模包括隔热板Ⅰ、上模板、挤压模、成型模、分流孔、分流板；下模包括下模板、内套筒、隔热板Ⅱ、外套筒；本发明模具采用的是平面分流模，金属液体从分流孔进入，在成型模中进行挤压成型，实现铸、挤一体成型，缩短工艺流程，同时可以提高企业的生产效率；且结构简单，成本低、效率高，直接获得零件，降低储存及一些热处理等工艺成本。

Description

一种半固态挤压制备铜管的模具

技术领域

本发明涉及一种铜及铜合金半固态挤压制备铜管的模具，属于材料加工设备技术领域。

背景技术

金属挤压开始于1797年，英国人布拉曼申请一项专利，此专利设计了世界第一台液体铅管挤压的机械式挤压机；这台挤压机具有现代管材挤压机的基本结构；到了1894年英国人迪克尝试热挤压成型实验，他意识到挤压铅的方法不能够挤压铜和铜合金，因为铜需要一个更高的挤压温度，并且铜应有更大的变形抗力。由于铜及铜合金有良好的力学性能，导电导热优于其他的合金材料，随着人民生活水平的提高和科学的进步，各种高效散热设备和器件的使用越来越多。除了开发各种内螺纹、外翅片大中型热管外。国内企业也制备一些铜管材的挤压轴套和销套，用在高铁上的进行导热、摩擦，同时也具备一定的强度。针对所需要的销套挤压出铜管，然后用机械加工的方式进行截取销套，这样可以提高企业的生产效率。相比于普通传统铸造其致密度更高，组织性能更好，有良好的应用背景。目前销套应用在杆件过程中的连接件中，金属连接过程中具有一定的摩擦力，同时也会产生大量的热，铜销套具有导热、耐磨等良好的力学性能。在杆件承受动载荷运动过程中，由于惯性作用针对于销套可以减轻，这样减少惯性，利于增加销套的使用寿。汽车中牵引杆销与牵引杆套的连接部位磨损，拐臂销和连接杆销与各套的连接部位的磨耗，牵引杆销与拐臂关节轴承配合处的磨耗较大；针对以上磨损设计出销套耐磨件及其重要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种铜合金半固态挤压制备铜管的模具，目前大部分挤压管材的模具主要以芯轴为舌型模为主，芯轴的大体形状类似于舌头形状，这样可以减少挤压管材的偏心问题；挤压的管材组织均匀，利于提高其强度；但是也有很多缺点：一是舌型模坯料很难取出，会有剩余的坯料粘付舌型模周围以及焊合室；二是在模具里面舌型模通过焊接连接，经过多次实验会影响焊接接头的稳定性，使其连接部位发生偏移，从而影响芯轴的使用寿命。而本发明设计的芯轴，改善了分流模的偏心问题，提高了产品的质量和效率；同时该装置的芯轴可以拆卸下来，大大增加其使用寿命，降低企业的生产成本。

本发明半固态挤压制备铜管的模具包括上模、下模；所述上模、下模；上模包括隔热板Ⅰ、上模板、挤压模、成型模、分流孔、分流板；隔热板Ⅰ设置在上模板上方，挤压模为中空圆柱体，挤压模固定在上模板与分流板之间，成型模设置在分流板中心处并位于挤压模内，挤压模与成型模之间的空隙为管状成型腔，3个分流孔开在分流板上并位于成型模周围；下模包括下模板、内套筒、隔热板Ⅱ、外套筒，内套筒、外套筒均为中空圆柱体，外套筒套装在内套筒外，内套筒的中空腔为胚料腔，内套筒、外套筒固定在下模板上并位于分流板与下模板之间，隔热板Ⅱ设置在下模板的下方，挤压机的挤压冲头穿过隔热板Ⅱ、下模板与胚料腔相配合，3个分流孔与胚料腔连通；

所述上模板、隔热板Ⅰ上均开有4个U型槽，且位置对应，上模板中的U型槽和挤压机滑块的凹槽通过连接螺母进行连接；同时下模板、隔热板Ⅱ上均开有4个U型槽，且位置对应，下模板的U型槽通过连接螺母连接到挤压机工作台上，起到稳定的作用。

所述成型模为圆柱体。

所述分流孔为圆弧形通孔。

所述成型模是挤压铜管能否成型的重要标志，成型模的尺寸即是管材内径的尺寸；坯料在成型模与挤压模之间凝固形成管材。

本发明的工作过程为：

通过加热圈将模具预热温度到400℃左右；进行开模，上模会随着滑块向上移动，由于下模板通过连接螺母固定在工作台上，故而下模会在挤压机工作台上。将制备铜合金的半固态浆料倒入内套筒的胚料腔中，然后上模、下模合模；挤压机下端的挤压冲头会进入到内套筒中，而坯料在压力的作用下，通过分流孔进入成型模与挤压模之间，实现了半固态铜管的挤压；铜管挤压完成后，进行开模，上模会随滑块向上移动，同时将分流板和产品一同拆卸下来，最后将分流板与产品分离开。

本发明的有益效果：

（1）本发明装置的可拆卸成型模利于产品的取出，并且增加模具的使用寿命；同时较大的分流比，变形程度较大，利于形成等轴晶组织，近而增加材料的抗拉强度、屈服强度及延伸率等力学性能；

（2）本发明装置改善了舌型模剩余坯料的取出问题，以及挤压芯轴部分的偏心问题，提高产品的合格率；

（3）本发明装置可以实现铸、挤一体成型，缩短工艺流程，同时可以提高企业的生产效率；

（4）本发明装置设计合理，结构简单，成本低、效率高，直接获得零件，降低储存、及一些热处理等工艺成本。

附图说明

图1为本发明模具的结构示意图；

图2为本发明模具的剖视结构示意图；

图3为本发明分流板俯视结构示意图；

图4为本发明分流板仰视结构示意图；

图中：1-上模；2-下模；3-成型腔；4-下模板；5-内套筒；6-隔热板Ⅰ；7-上模板；8-隔热板Ⅱ；9-挤压模；10-成型模；11-分流孔；12-分流板；13-外套筒；14-挤压冲头；15-胚料腔。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：如图1-4所示，本半固态挤压制备铜管的模具包括上模1、下模2；其中上模1包括隔热板Ⅰ6、上模板7、挤压模9、成型模10、分流孔11、分流板12；隔热板Ⅰ6焊接在上模板7上方，挤压模9为中空圆柱体，挤压模9通过螺栓固定在上模板7与分流板12之间，成型模10设置在分流板12中心处并位于挤压模9内，成型模10为圆柱体，成型模10可拆卸，挤压模9与成型模10之间的空隙为管状成型腔3，3个分流孔11开在分流板12上并位于成型模10周围，分流孔为圆弧形通孔；下模2包括下模板4、内套筒5、隔热板Ⅱ8、外套筒13，内套筒5、外套筒13均为中空圆柱体，外套筒13套装在内套筒外，内套筒的中空腔为胚料腔15，内套筒5、外套筒13固定在下模板4上并位于分流板12与下模板4之间，隔热板Ⅱ8设置在下模板4的下方，挤压机的挤压冲头14穿过隔热板Ⅱ、下模板与胚料腔相配合，3个分流孔11与胚料腔连通，其中成型模直径为40mm，高度为30mm；内套筒5是内径130mm，外径230mm的空心圆柱；外套筒13是内径为230mm，外径330mm的空心圆柱；上模板、下模板4是长度和宽度分别为450mm，厚度为40mm的长方体，同时距离边缘41mm除去4个半径为18mm的U型槽，下模板中心带有一个直径为130mm孔。

其中分流比（k）就是各分流的断面积（ΣF_分）与型材断面积（）之比：

实施例2：如图4所示，本实施例模具结构同实施例1，不同在于上模板7、隔热板Ⅰ6上均开有4个U型槽，且位置对应；同时上模板距离中心200mm开四个螺母孔，即通过螺栓将上模板与挤压模连接起来；分流板12是直径为330mm、高度为30mm的圆柱，距离中心位置50mm、110mm处各开4个螺母孔，在距离分流板12中心65mm开启三个分流孔11，其中分流孔的横截面形状为半径15mm的圆的三分之二圆弧形。

Claims (4)

1.一种半固态挤压制备铜管的模具，其特征在于：包括上模（1）、下模（2）；

上模（1）包括隔热板Ⅰ（6）、上模板（7）、挤压模（9）、成型模（10）、分流孔（11）、分流板（12）；隔热板Ⅰ（6）设置在上模板（7）上方，挤压模（9）为中空圆柱体，挤压模（9）固定在上模板（7）与分流板（12）之间，成型模（10）设置在分流板（12）中心处并位于挤压模（9）内，挤压模（9）与成型模（10）之间的空隙为管状成型腔（3），3个分流孔（11）开在分流板（12）上并位于成型模（10）周围；

下模（2）包括下模板（4）、内套筒（5）、隔热板Ⅱ（8）、外套筒（13），内套筒（5）、外套筒（13）均为中空圆柱体，外套筒（13）套装在内套筒外，内套筒的中空腔为胚料腔，内套筒（5）、外套筒（13）固定在下模板上并位于分流板（12）与下模板（4）之间，隔热板Ⅱ（8）设置在下模板（4）的下方，挤压机的挤压冲头穿过隔热板Ⅱ、下模板与胚料腔相配合，3个分流孔（11）与胚料腔连通。

2.根据权利要求1所述的半固态挤压制备铜管的模具，其特征在于：上模板（7）、隔热板Ⅰ（6）上均开有4个U型槽，且位置对应；下模板（4）、隔热板Ⅱ（8）上均开有4个U型槽，且位置对应。

3.根据权利要求1所述的半固态挤压制备铜管的模具，其特征在于：成型模（10）为圆柱体。

4.根据权利要求1所述的半固态挤压制备铜管的模具，其特征在于：分流孔为圆弧形通孔。