CN113265561A - 一种熟斑铜材料的生产工艺及生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种熟斑铜材料的生产工艺，包括以下步骤：生产配比、按一定比例配比电解铜、纯银和锌作为生产熟斑铜的合成材料，锌的熔炼、按比例首先放入锌到坩埚中，将炉温提升至第一指定温度，本发明提供了一种熟斑铜材料的生产设备，包括设备主体，设备主体包括外壳，外壳的顶部设置有伸缩搅拌装置，外壳内部的中部设置有中频熔炼装置，外壳的内部且靠近中频熔炼装置底部处设置有密封板，本发明通过伸缩搅拌装置搅拌，从而高质量完成生产工作，全自动生产完成，取代以往传统的手工工艺，有效提高了生产效率和产品品质，同时由机器取代人工也避免传统手工劳动者意外受伤的风险，保护工人生命财产安全不受损失。

Description

一种熟斑铜材料的生产工艺及生产设备

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体是一种熟斑铜材料的生产工艺及生产设备。

背景技术

斑铜制品种类：斑铜制品，分为“生斑”和“熟斑”两种。生斑：即采取天然铜矿石加工而成，斑矿罕得，原料不易，产品甚少，被称之为稀世珍品。熟斑：通过独特的冶炼熔铸加工而成，工艺虽复杂，但不愁原料，产品较为丰富。斑铜工艺，无论“生斑”还是“熟斑”，自问世之时起，就以其精美的造型、精湛的技艺、优美的神韵使人倾倒。

人工制作熟斑铜材料易制作，成本可控，制作环节无毒无噪音，利于环保，制作出的斑铜件美观大方，价格比天然斑铜更具优势，然而，由于熟斑铜制造工艺复杂，工序较多，且传统的手工制作，在生产质量上的控制水平有限，且手工制作生产力底下，导致产量较低，同时也大大增加了企业的劳动成本，太高了产品价格，不利于斑铜工艺品的流传与推广。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种熟斑铜材料的生产工艺及生产设备，本发明是这样实现的：

一种熟斑铜材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、生产配比、按一定比例配比电解铜、纯银和锌作为生产熟斑铜的合成材料；

S2、锌的熔炼、按比例首先放入锌到坩埚中，将炉温提升至第一指定温度，此时锌达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S3、银的熔炼、按比例放入纯银到已经熔化了液态锌的坩埚中，将炉温提升至第二指定温度，此时银达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S4、电解铜的熔炼、按比例将电解铜放入混合了锌与银溶液的坩埚中，将炉温提升至第三指定温度，直至电解铜达到熔点熔化成液态状；

S5、均匀搅拌、将含有三种金属溶液的混合体进行均匀的搅拌混合，然后倒入成形模具中进行冷却，最后得到符合要求的熟斑铜锭。

在本发明的一种实施例中，所述第一指定温度、所述第二指定温度和第三指定温度依次为419.5℃、962℃和1083℃。

在本发明的一种实施例中，按100％的比例计算，选择94％的所述电解铜、1％的所述纯银和3％的所述锌作为生产熟斑铜的合成材料。

在本发明的一种实施例中，所述锌和所述纯银的液态状稳定时间为30秒。

另一方面，本发明提供了一种熟斑铜材料的生产设备，包括设备主体，所述设备主体包括外壳，所述外壳的顶部设置有伸缩搅拌装置，所述外壳内部的中部设置有中频熔炼装置，所述外壳的内部且靠近所述中频熔炼装置底部处设置有密封板，所述密封板将所述外壳的内部分割为上下两部分区域，所述密封板表面开设有排料孔，所述密封板顶部且对应所述排料孔的位置处固定安装有电磁铡阀，所述外壳下部区域作为冷却区用于冷却制作完成的熟斑铜锭，所述冷却区内壁的左右两侧分别设置有进水管和排水管，所述冷却区内壁的背面设置有蒸气排管，所述蒸气排管的顶端延伸至所述外壳顶部固定连接有管帽，所述冷却区内壁底部设置有能滑出所述外壳外部的定形槽车，所述定形槽车正面与推拉门固定连接，所述推拉门与所述外壳卡扣连接，所述外壳的左右两侧且靠近顶部处分别设置有分类进料装置和控制配电箱,所述外壳底部的四角位置处均设置有支撑地脚。

在本发明的一种实施例中，所述伸缩搅拌装置包括搅拌电机和伸缩搅拌杆，所述搅拌电机固定安装与所述外壳的顶部，所述伸缩搅拌杆包括安装筒，所述搅拌电机的输出轴穿过所述外壳内壁的顶部与所述安装筒固定连接，所述安装筒的外部滑动连接有套筒，所述套筒的表面均匀开设有至少两个卡槽，所述安装筒外壁均匀设置有至少两个卡条，所述卡条滑动连接于所述卡槽内部，所述安装筒内部设置有电动升降杆，所述套筒内部固定连接有连接块，所述连接块与所述电动伸缩杆的伸缩轴固定连接，所述套筒外壁底部均匀设置有至上两个搅拌翼。

在本发明的一种实施例中，所述中频熔炼装置包括支撑框架，所述支撑框架的左右两侧分别固定连接有左转轴和右转轴，所述左转轴和所述右转轴分别轴承连接于所述外壳的左右两侧，所述左转轴的左端穿过所述外壳左侧固定连接有手动转柄，所述右转轴的右端穿过所述外壳的右侧与减速箱的输出端连接，所述减速箱的输入端与驱动电机输出轴连接，所述驱动电机固定安装于所述减速箱表面，所述支撑框架的内部设置有钳埚，所述钳埚外部包裹有感应线圈，所述感应线圈通过电线与中频主机电性连接，所述中频主机固定安装于所述外壳右侧底部。

在本发明的一种实施例中，所述分类进料装置包括斗体，所述斗体固定连接于所述外壳的左侧外壁，所述斗体内部设置有两块隔断板，两块所述隔断板将斗体内部分为三个空间，所述斗体右侧且对用三个空间处均设置有进料管，所述进料管均设置有电磁进料阀。

在本发明的一种实施例中，所述控制配电箱内部设置有PLC控制器和计时器，所述搅拌电机、电磁铡阀、所述电动升降杆、所述驱动电机、所述中频主机、所述计时器和所述电磁进料阀通过电线与所述PLC控制器电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述外壳正面且靠近中部处设置有观察窗，所述推拉门的中部设置有把手。

本发明的有益效果是：

通过分类进料装置和伸缩搅拌装置的配合设置，使得该生产设备能够完全依照熟斑铜的生产工艺进行生产，通PLC控制器控制过分类进料装置按计时器规定的时间分别投放各类金属进行熔炼，并通过伸缩搅拌装置搅拌，从而高质量完成生产工作，全自动生产完成，取代以往传统的手工工艺，有效提高了生产效率和产品品质，同时由机器取代人工也避免传统手工劳动者意外受伤的风险，保护工人生命财产安全不受损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的工艺流程图；

图2为生产设备立体结构示意图；

图3为生产设备正视剖面结构示意图；

图4为生产设备俯视剖面结构示意图；

图5为伸缩搅拌杆爆炸结构示意图；

图6为控制配电箱内部结构示意图；

图7为本发明的电路原理图。

图中：100、设备主体；101、外壳；102、把手；103、推拉门；104、观察窗；105、排水管；106、支撑地脚；107、进水管；108、密封板；109、排料孔；1010、电磁铡阀；1011、定形槽车；1012、冷却区；1013、蒸气排管；1014、管帽；200、伸缩搅拌装置；201、搅拌电机；202、伸缩搅拌杆；20201、套筒；2020101、卡槽；20202、搅拌翼；20203、安装筒；2020301、卡条；20204、电动升降杆；20205、连接块；300、控制配电箱；301、PLC控制器；302、计时器；400、中频熔炼装置；401、驱动电机；402、减速箱；403、右转轴；404、支撑框架；405、左转轴；406、手动转柄；407、中频主机；408、感应线圈；409、钳埚；500、分类进料装置；501、斗体；502、隔断板；503、电磁进料阀；504、进料管。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

请参阅图1，本发明设计提供了一种熟斑铜材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、生产配比、按一定比例配比电解铜、纯银和锌作为生产熟斑铜的合成材料；

S2、锌的熔炼、按比例首先放入锌到坩埚中，将炉温提升至第一指定温度，此时锌达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S3、银的熔炼、按比例放入纯银到已经熔化了液态锌的坩埚中，将炉温提升至第二指定温度，此时银达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S4、电解铜的熔炼、按比例将电解铜放入混合了锌与银溶液的坩埚中，将炉温提升至第三指定温度，直至电解铜达到熔点熔化成液态状；

S5、均匀搅拌、将含有三种金属溶液的混合体进行均匀的搅拌混合，然后倒入成形模具中进行冷却，最后得到符合要求的熟斑铜锭。

第一指定温度、第二指定温度和第三指定温度依次为419.5℃、962℃和1083℃。

按100％的比例计算，选择94％的电解铜、1％的纯银和3％的锌作为生产熟斑铜的合成材料。

锌和纯银的液态状稳定时间为30秒。

实施例二：

请参照图2-7，本发明提供了一种熟斑铜材料的生产设备，包括设备主体100，设备主体100包括外壳101，外壳101的顶部设置有伸缩搅拌装置200，外壳101内部的中部设置有中频熔炼装置400，外壳101的内部且靠近中频熔炼装置400底部处设置有密封板108，密封板108将外壳101的内部分割为上下两部分区域，密封板108表面开设有排料孔109，密封板108顶部且对应排料孔109的位置处固定安装有电磁铡阀1010，外壳101下部区域作为冷却区1012用于冷却制作完成的熟斑铜锭，冷却区1012内壁的左右两侧分别设置有进水管107和排水管105，冷却区1012内壁的背面设置有蒸气排管1013，蒸气排管1013的顶端延伸至外壳101顶部固定连接有管帽1014，冷却区1012内壁底部设置有能滑出外壳101外部的定形槽车1011，定形槽车1011正面与推拉门103固定连接，推拉门103与外壳101卡扣连接，外壳101的左右两侧且靠近顶部处分别设置有分类进料装置500和控制配电箱300，通过分类进料装置500和伸缩搅拌装置200的配合设置，使得该生产设备能够完全依照熟斑铜的生产工艺进行生产，通PLC控制器301控制过分类进料装置500按计时器302规定的时间分别投放各类金属进行熔炼，并通过伸缩搅拌装置200搅拌，从而高质量完成生产工作，全自动生产完成，取代以往传统的手工工艺，有效提高了生产效率和产品品质，同时由机器取代人工也避免传统手工劳动者意外受伤的风险，保护工人生命财产安全不受损失,外壳101底部的四角位置处均设置有支撑地脚106。

伸缩搅拌装置200包括搅拌电机201和伸缩搅拌杆202，搅拌电机201固定安装与外壳101的顶部，伸缩搅拌杆202包括安装筒20203，搅拌电机201的输出轴穿过外壳101内壁的顶部与安装筒20203固定连接，安装筒20203的外部滑动连接有套筒20201，套筒20201的表面均匀开设有至少两个卡槽2020101，安装筒20203外壁均匀设置有至少两个卡条2020301，卡条2020301滑动连接于卡槽2020101内部，安装筒20203内部设置有电动升降杆20204，套筒20201内部固定连接有连接块20205，连接块20205与电动伸缩杆的伸缩轴固定连接，套筒20201外壁底部均匀设置有至上两个搅拌翼20202，通过搅拌电机201的驱动带动伸缩搅拌杆202整体转动，从而实现搅拌功能，而高温环境下，伸缩搅拌杆202长时间停留于钳埚409中，会导致设备使用寿命降低，并可能造成钳埚409内的混合金属溶液受到污染，所以，通过在安装筒20203内部设置电动升降杆20204，通过电动升降杆20204的伸缩是带动套筒20201在安装筒20203表面伸缩，从而能够伸入到钳埚409内部进行搅拌，然后回收，通过伸缩搅拌装置200的搅拌，使得各金属溶液混合的更加均匀，使得制造出的熟斑铜品质更高，通过该生产设备生产的熟斑铜工艺品色彩亮丽，纹理清晰，极具观赏和收藏价值。

中频熔炼装置400包括支撑框架404，支撑框架404的左右两侧分别固定连接有左转轴405和右转轴403，左转轴405和右转轴403分别轴承连接于外壳101的左右两侧，左转轴405的左端穿过外壳101左侧固定连接有手动转柄406，右转轴403的右端穿过外壳101的右侧与减速箱402的输出端连接，减速箱402的输入端与驱动电机401输出轴连接，驱动电机401固定安装于减速箱402表面，支撑框架404的内部设置有钳埚409，钳埚409外部包裹有感应线圈408，感应线圈408通过电线与中频主机407电性连接，中频主机407固定安装于外壳101右侧底部，通过钳埚409外部包裹的感应线圈408在中频主机407的控制下，对钳埚409内的各金属按各自所述需要的温度进行加热熔炼，控温精准，且整体设置于外壳101内部，工人操作起来十分的安全，且通过驱动电机401配合减速箱402，能够使得左转轴405、右转轴403带动安装于支撑框架404上的钳埚409缓慢的倾斜，并通过PLC控制器301控制电磁铡阀1010开启，使得混合金属溶液通过排料孔109缓慢的滴入外壳101内底部设置的定形槽车1011内，同时，驱动电机401等自动化元器件发生故障时，可以通过左转轴405设置的手动转柄406靠人力转动实现金属溶液的倾倒，方便且高效，同时也有效保护操作人员的安全。

分类进料装置500包括斗体501，斗体501固定连接于外壳101的左侧外壁，斗体501内部设置有两块隔断板502，两块隔断板502将斗体501内部分为三个空间，斗体501右侧且对用三个空间处均设置有进料管504，进料管504均设置有电磁进料阀503，通过计时器302的输出端发送信号给PLC控制器301，并通过PLC控制器301控制相应的电磁进料阀503开启，使得斗体501被隔断板502分割的各空间内的不同金属原料按照工艺要求依次通过进料管504投入钳埚409进行熔炼，该设置能够严格依照工艺流程进行有序投料，自动化操作，避免误投发生，有效保障生产品质。

控制配电箱300内部设置有PLC控制器301和计时器302，搅拌电机201、电动升降杆20204、电磁铡阀1010、驱动电机401、中频主机407、计时器302和电磁进料阀503通过电线与PLC控制器301电性连接。

外壳101正面且靠近中部处设置有观察窗104，推拉门103的中部设置有把手102，通过观察窗104，工人能够实时监控该生产设备内熟斑铜的混合情况，做到出问题早发现早解决，同时，在生产完毕后，工人仅需要拉动把手102将定形槽车1011拖出，取出定形的熟斑铜锭即可，安全方便，提高生产效率。

在使用该生产设备时，首先按照比例配比个金属原料并分别放入分类进料装置500的斗体501被隔断板502分割的空间中，然后通过PLC控制器301控制中频熔炼装置400启动，通过计时器302输出端发出信号给PLC控制器301，PLC控制器301依工艺逐个控制各进料管504上的电磁进料阀503开启投料，期间，通过中频熔炼装置400依工艺控制各阶段的温度，并通过PLC控制器301控制伸缩搅拌装置200对钳埚409内的混合金属溶液进行搅拌，伸缩搅拌装置200是通过PLC控制器301控制搅拌电机201实现伸缩搅拌杆202整体旋转，并通过PLC控制器301控制电动升降杆20204伸缩，实现伸缩搅拌杆202伸入钳埚409内并通过搅拌翼20202搅拌混合金属溶液，当混合溶液熔炼完毕并搅拌均匀后，通过PLC控制器301控制驱动电机401转动，并通过减速箱402减速，使得左转轴405、右转轴403带动支撑框架404和钳埚409缓慢倾斜，同时PLC控制器301控制电磁铡阀1010开启，使得钳埚409内的混合金属溶液经过排料孔109落入定形槽车1011内，然后关闭电磁铡阀1010，通过进水管107从外部注入冷水，将混合金属溶液冷却，同时产生的水蒸气被密封板108隔绝，并从蒸气排管1013排除，当熟斑铜锭冷却后，通过排水管105将冷水排除，并通过拖动推拉门103的把手102将定形槽车1011从外壳101内部拖出，取出熟斑铜锭备用。

需要说明的是，搅拌电机201、电动升降杆20204、电磁铡阀1010、驱动电机401、中频主机407、计时器302、电磁进料阀503和PLC控制器301的具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

需要说明的是，搅拌电机201、电动升降杆20204、电磁铡阀1010、驱动电机401、中频主机407、计时器302、电磁进料阀503和PLC控制器301具体的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种熟斑铜材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、生产配比、按一定比例配比电解铜、纯银和锌作为生产熟斑铜的合成材料；

S2、锌的熔炼、按比例首先放入锌到坩埚中，将炉温提升至第一指定温度，此时锌达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S3、银的熔炼、按比例放入纯银到已经熔化了液态锌的坩埚中，将炉温提升至第二指定温度，此时银达到熔点熔化成液态状，保持液态状稳定一段时间；

S4、电解铜的熔炼、按比例将电解铜放入混合了锌与银溶液的坩埚中，将炉温提升至第三指定温度，直至电解铜达到熔点熔化成液态状；

S5、均匀搅拌、将含有三种金属溶液的混合体进行均匀的搅拌混合，然后倒入成形模具中进行冷却，最后得到符合要求的熟斑铜锭。

2.根据权利要求1所述的一种熟斑铜材料的生产工艺，其特征在于：所述第一指定温度、所述第二指定温度和第三指定温度依次为419.5℃、962℃和1083℃。

3.根据权利要求1所述的一种熟斑铜材料的生产工艺，其特征在于：按100％的比例计算，选择94％的所述电解铜、1％的所述纯银和3％的所述锌作为生产熟斑铜的合成材料。

4.根据权利要求1所述的一种熟斑铜材料的生产工艺，其特征在于：所述锌和所述纯银的液态状稳定时间为30秒。

5.一种熟斑铜材料的生产设备，应用于权利要求1-4的任一项所述的熟斑铜材料的生产工艺，其特征在于：包括，

设备主体，所述设备主体包括外壳，所述外壳的顶部设置有伸缩搅拌装置，所述外壳内部的中部设置有中频熔炼装置，所述外壳的内部且靠近所述中频熔炼装置底部处设置有密封板，所述密封板将所述外壳的内部分割为上下两部分区域，所述密封板表面开设有排料孔，所述密封板顶部且对应所述排料孔的位置处固定安装有电磁铡阀，所述外壳下部区域作为冷却区用于冷却制作完成的熟斑铜锭，所述冷却区内壁的左右两侧分别设置有进水管和排水管，所述冷却区内壁的背面设置有蒸气排管，所述蒸气排管的顶端延伸至所述外壳顶部固定连接有管帽，所述冷却区内壁底部设置有能滑出所述外壳外部的定形槽车，所述定形槽车正面与推拉门固定连接，所述推拉门与所述外壳卡扣连接，所述外壳的左右两侧且靠近顶部处分别设置有分类进料装置和控制配电箱,所述外壳底部的四角位置处均设置有支撑地脚。

6.根据权利要求5所述的一种熟斑铜材料的生产设备，其特征在于：所述伸缩搅拌装置包括搅拌电机和伸缩搅拌杆，所述搅拌电机固定安装与所述外壳的顶部，所述伸缩搅拌杆包括安装筒，所述搅拌电机的输出轴穿过所述外壳内壁的顶部与所述安装筒固定连接，所述安装筒的外部滑动连接有套筒，所述套筒的表面均匀开设有至少两个卡槽，所述安装筒外壁均匀设置有至少两个卡条，所述卡条滑动连接于所述卡槽内部，所述安装筒内部设置有电动升降杆，所述套筒内部固定连接有连接块，所述连接块与所述电动伸缩杆的伸缩轴固定连接，所述套筒外壁底部均匀设置有至上两个搅拌翼。

7.根据权利要求6所述的一种熟斑铜材料的生产设备，其特征在于：所述中频熔炼装置包括支撑框架，所述支撑框架的左右两侧分别固定连接有左转轴和右转轴，所述左转轴和所述右转轴分别轴承连接于所述外壳的左右两侧，所述左转轴的左端穿过所述外壳左侧固定连接有手动转柄，所述右转轴的右端穿过所述外壳的右侧与减速箱的输出端连接，所述减速箱的输入端与驱动电机输出轴连接，所述驱动电机固定安装于所述减速箱表面，所述支撑框架的内部设置有钳埚，所述钳埚外部包裹有感应线圈，所述感应线圈通过电线与中频主机电性连接，所述中频主机固定安装于所述外壳右侧底部。

8.根据权利要求7所述的一种熟斑铜材料的生产设备，其特征在于：所述分类进料装置包括斗体，所述斗体固定连接于所述外壳的左侧外壁，所述斗体内部设置有两块隔断板，两块所述隔断板将斗体内部分为三个空间，所述斗体右侧且对用三个空间处均设置有进料管，所述进料管均设置有电磁进料阀。

9.根据权利要求8所述的一种熟斑铜材料的生产设备，其特征在于：所述控制配电箱内部设置有PLC控制器和计时器，所述搅拌电机、所述电动升降杆、所述驱动电机、所述电磁铡阀、所述中频主机、所述计时器和所述电磁进料阀通过电线与所述PLC控制器电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种熟斑铜材料的生产设备，其特征在于：所述外壳正面且靠近中部处设置有观察窗，所述推拉门的中部设置有把手。

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