CN1240499C - 生产金属包覆材料的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产金属包覆材料的挤压装置，其包括挤压轴(1)，机械手(2)，挤压垫片(3)，工作内套(4)，挤压筒外套(5)，定位内模(10)和挤压模(11)，其特征在于挤压轴(1)的挤压方向与挤压模(11)内产品(12)流出方向成一定角度，芯线(9)与产品(12)流出方向保持一条直线；本发明还涉及用本发明的装置生产金属包覆材料的方法。本发明具有适应性广、易操作、经济可靠、环境污染少等优点。
Description
技术领域
本发明属于金属材料包覆成形方法，具体而言，本发明涉及金属材料包覆方法及其包覆装置，如锌带阳极的包覆方法及其包覆装置。
背景技术
金属包覆材料有例如铜包钢线、铝包钢线、锌包钢线、铅包钢线、镁包钢线、锌包铝线，目前已实现大规模工业化生产的有铜包钢线、铝包钢线。铜包钢线的生产方法有机械包覆、电镀法、熔铜浸渍法，铝包钢线只用连续挤压包覆法生产，锌包钢线用浸涂法和连续挤压包覆法生产。机械包覆的设备较简单，操作方便，易于控制，无环境污染，但修整处置较大，铜带利用率较低，所获得的结合界面为机械结合，其性能较冶金结合差得多；电镀法的设备不大复杂，操作也较易控制，原材料利用率较高，但其效率低，镀层厚度受限，界面结合弱，对环境有污染；熔铜浸渍法的生产率较高，镀层厚度可比其他方法大几个数量级，无环境污染，但其设备较复杂，操作较难控制；连续挤压包覆法具有节能、短流程、材料成形柔性加工技术的特点，在成形过程中实现材料复合，但是，这种方法投资大，操作要求高，很难对熔点高、强度大的金属进行生产，对超大规格的异型材，包覆线材不能生产。中国专利申请CN85100076A中公开了一种包覆导线的连续挤压工艺，该工艺利用两个轧轮把导线和包覆金属线条同时送入挤压模，一次挤压成包覆导线。CN2070026U中公开了一种铁芯塑包线生产装置，该装置是把拉制好的铁线材经与塑料挤出机复合的塑层包覆机，从由包塑模具形成的空心管状塑料物料中通过，并经模具使熔融的塑料物料均匀地包覆在铁线材表明上。CN1087297A公开了一种采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置，该装置采用两轮连续挤压装置，设有用于将通道与包覆腔沟通的包覆材料输入口，包覆腔用于将包覆材料挤压到用于制造复合金属线的金属芯线上。上述方法或装置都存在设备复杂，不易操作的缺陷。而锌阳极普遍被应用于土壤、海水、淡水中的管道的阴极保护，特别是用来保护困难环境中的管道，如岩石、山丘、冻土带溶冰区等等。随着社会的发展，锌阳极的需求量越来越大，人们迫切需要一种生产高质量锌阳极的方法和装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产金属包覆材料的方法。
本发明的另一目的是提供了一种生产金属包覆材料的装置。
常规挤压中产品流出方向即为挤压力方向，由于挤压轴、挤压垫片和挤压棒材的影响，被包覆的芯线不能和产品保持直线方向，导致无法保证芯线连续被包覆和保证产品需要长度。本发明采用常规挤压机，设计出具有合理结构和参数的模具，产品流出方向与常规挤压不同，和挤压方向成一定角度，一般为60-120度，优选90度角，使芯线与产品流出方向保持一条直线，保证了生产的连续性，产品长度所达到无限长，能满足任意要求。
本发明的装置主要包括挤压机、清洗装置和芯线加热装置三部分，下面结合附图进一步说明本发明的方法和装置。
附图说明
附图I是本发明的生产包覆材料装置的截面图，其中，1是挤压轴，2是机械手，3是挤压垫片，4是工作内套，5是挤压筒外套，6是包覆材料，7是清洗装置，8是加热装置，9是芯线，10是定位内模，11是挤压模，12是包覆好的产品。
本发明装置中，挤压机可以采用常规定挤压机，如800T铜铝型材挤压机；清洗装置采用超声波清洗，热风烘干；芯线加热装置采用感应加热设备。
本发明中的芯线可以是钢线、铝线、铜线和复合材料，形状为圆形或不规则形状。为了达到和包覆材料结合牢固的效果，芯线在包覆前必须通过预处理，首先对表面进行清洗，除去表面杂质和油污；其次是对芯线进行加热，使温度达到200-250℃。
本发明中的包覆材料可以是铝、铜、镁、锌等有色金属或其合金，首先将包覆材料在辅助的熔炼设备中熔炼成棒状，再进入加热设备加热到挤压温度，然后通过机械手2和挤压轴1加进挤压机的挤压筒工作内套4中进行挤压包覆。包覆材料随金属或合金的不同而选定不同的加热(挤压)温度，如铝和铝合金的加热(挤压)温度为400-500℃，铜的加热温度(挤压)为800-900℃，锌的加热(挤压)温度为200-300℃。
本发明的产品流出方向与常规挤压不同，产品流出方向与挤压方向成一定角度，而芯线与产品流出方向保持一条直线，这样保证了生产的连续性，产品长度可达到无限长，能满足任意长度要求。
本发明通过改变定位内模10的出口形状，可以得到各种形状的产品，产品形状可以是圆形、方形、菱形，也可以是其他形状，根据不同的应用场合，不同的客户要求而定，只是改变模具的结构和形状，其余装置不需作任何改动。产品尺寸大小也可根据要求而定，也只是对模具进行改变。
本发明生产金属包覆材料的方法是先将包覆材料在辅助的熔炼设备中熔炼成棒状，再在辅助的加热设备中加热到挤压温度，然后通过机械手2和挤压轴1加进挤压机的挤压筒工作内套4中进行挤压包覆，在挤压轴1的作用下包覆材料6与经过预处理的芯线在定位内模10和挤压模11内进行均匀包覆，得到复合型产品，产品最后经冷却后卷取包装。
本发明采用常规挤压机作主设备，具有投资少、压力稳定、易操作的优点。同时，包覆材料经过加热，温度可以控制，大大减少了成形力，适用产品广，可用于铜包钢线、铝包钢线、锌包钢线、铅包钢线、镁包钢线、锌包铝线等生产，也大大提高了模具寿命，材料一次复合成形，具有流程短、速度快、效率高的特点。本发明通过改变模具可以生产各种异型断面、各种规格的产品。本发明所获得的结合界面为冶金结合，具有很好的综合性能，可以满足使用要求。本发明具有适应性广、易操作、经济可靠、环境污染少等优点，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合生产锌包钢(用作锌阳极)和铝包钢(用于有特殊要求的电线电缆)的具体实例进一步说明本发明的方法和装置：
(1).装置：
挤压机：800T铜铝型材挤压机、挤压轴、挤压垫片、工作内套、盛料简外套、模具均采用了3Cr2W3V材料；
清洗设备：超声波清洗设备，热风烘干；
芯线加热设备：感应加热设备，能满足Φ5mm钢线在速度10-40米/分钟，优选10-20米/分钟的情况下加热达到200-250℃，并且温度可调。
(2).芯线
| 产品/芯线材质 | 规格mm | 加热温度℃ |
| 锌包钢/低碳钢 | Φ4.0 | 250 |
| 铝包钢/中碳钢 | Φ5.0 | 250 |
(3).挤压参数
| 产品 | 包覆材料 | 加热温度℃ | 挤压压力MPa | 挤出速度(米/分) |
| 锌包钢 | Zn | 200-300 | 20 | 25-30 |
| 铝包钢 | AL | 400-450 | 21 | 30-40 |
(4).产品
| 产品 | 形状 | 尺寸 | 长度 |
| 锌包钢 | 菱形 | 25×18 | 500m/卷 |
| 铝包钢 | 圆形 | Φ20 | 1000m/卷 |
Claims (7)
1.一种生产金属包覆材料的挤压装置，其包括挤压轴(1)、机械手(2)、挤压垫片(3)、工作内套(4)、挤压筒外套(5)、芯线清洗装置(7)、芯线加热装置(8)、定位内模(10)和挤压模(11)，其特征在于挤压轴(1)的挤压方向与挤压模(11)内产品(12)流出方向成60-120度角，芯线(9)与产品(12)流出方向保持一条直线。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于挤压轴(1)的挤压方向与挤压模(11)内产品(12)流出方向成90度角。
3.用权利要求1-2之一的装置生产金属包覆材料的方法，包括将包覆材料在熔炼设备中熔炼成棒状，再在加热设备中加热到挤压温度，然后通过机械手(2)和挤压轴(1)将包覆材料加进挤压机的挤压筒工作内套(4)中进行挤压包覆，在挤压轴(1)的作用下包覆材料(6)与经过预处理的芯线(9)在定位内模(10)和挤压模(11)内进行均匀包覆，得到复合型产品，产品经冷却后卷取包装。
4.根据权利要求3的方法，其中芯线(9)的预处理包括在清洗装置(7)中清洗和在加热装置(8)中加热至200-250℃。
5.根据权利要求4的方法，其中包覆材料使用锌，芯线使用钢线，挤压温度为200-300℃。
6.根据权利要求4的方法，其中包覆材料使用铝，芯线使用钢线，挤压温度为400-500℃。
7.根据权利要求4的方法，其中包覆材料使用铜，芯线使用钢线，挤压温度为800-900℃。
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