CS240894B1

CS240894B1 - Equipment for the production of metal tape

Info

Publication number: CS240894B1
Application number: CS844514A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Moc; Ivan Korinek
Original assignee: Lubomir Moc; Ivan Korinek
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS451484A1

Abstract

Zařízení pr-o výrobu kovové pásky řeší problém výroby kovových pásek určených především pro výrobu elektrochemických zdrojů proudu. Podstata řešení spočívá především v uspořádání tělesa průtlačniho zařízení opatřeného výměnným trnem. Mezi tělesem prutlačníce a výměnným trnem je vytvořena průtlačná štěrbina, kterou se protlačuje kovový ingot, zhotovený z kovu ze skupiny alkalických kovů, přičemž pod přůtlačnou štěrbinou ^e umístěna výměnná řezací struna pro podélné rozřezávání stěny protlačované kovové trubky. Protlačené, profilované kovové pásky se vytlačují výstupními otvory z tělesa průtlačhice. Celé těleso průtlačnice je umístěno v inertním tekutém prostředku v pracovní vaně. Zařízeni je možno využít ve všech případech použití pásků z alkalických kovů s velkým povrchem pro účely chemické syntézy. Podstata zařízení je zřejmá z obr. 1.The device for producing metal strips solves the problem of producing metal strips intended primarily for the production of electrochemical power sources. The essence of the solution lies primarily in the arrangement of the body of the extrusion device equipped with a replaceable mandrel. An extrusion gap is formed between the body of the extruder and the replaceable mandrel, through which a metal ingot made of a metal from the alkali metal group is extruded, while a replaceable cutting wire is placed under the extrusion gap for longitudinal cutting of the wall of the extruded metal tube. The extruded, profiled metal strips are extruded through the outlet openings from the extruder body. The entire extruder body is placed in an inert liquid medium in a working bath. The device can be used in all cases of using alkali metal strips with a large surface area for the purposes of chemical synthesis. The essence of the device is clear from Fig. 1.

Description

Vynález se týká zařízení pro výrobu kovové pásky určené k výrobě elektrochemických zdrojů proudu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a metal tape for producing electrochemical power sources.

Dosud známá zařízení pro výrobu kovové pásky pro daný účel pracují na principu protlačování kovového ingotu umístěného v lisovacím pouzdru lisovníkem lisu přes průtlačnici, která vymezuje průtlačnou štěrbinu tv^ru obdélníku. Přes průtlačnou štěr binu vytlačovaný kovový pásek je pak veden systémem válců a navíjen na cívku. Protláčovací zařízení je umístěno v boxu náplně* ném inertním plynem, obvykle argonem.Prior art devices for producing metal tape for this purpose operate on the principle of extruding a metal ingot placed in a press sleeve by a press punch through a die, which defines a rectangular die opening. The extruded metal strip is then routed through the pin extrusion slot through a roll system and wound onto a reel. The extruder is placed in a box filled with an inert gas, usually argon.

Nevýhoda známých protlačovacích zařízení spočívá především v nevyhovujícím uspořádání průtlačné štěrbiny, vytvořené jako podélný otvor mezi dvěma stejnými částmi průtlačnice složenými k sobě. Takové protlačovací štěrbina přímo určuje průřez vyráběné kovové pásky, to znamená její šířku a tloušíku. V tomto případě průměr lisovníku určuje nejvyšší možnou šířku vyráběné kovové pásky, kdy šířka kovové pásky sé rovná průměru lisovníku₀V případě požadavku vyrábět kovovou pásku o větší šířce je nezbytně nutné zvětšovat průměr lisovníku. Zvětšováním průměru lisovníku však roste kvadraticky i jeho průřez. Se zvyšujícím se průřezem lisovníku se dále zvyšuje i nárok na sílu potřebnou k protlačení kovové pásky.The disadvantage of the known extrusion devices lies in particular in the unsatisfactory arrangement of the extrusion slot formed as a longitudinal opening between two equal parts of the extruder folded together. Such an extrusion slot directly determines the cross-section of the metal strip to be manufactured, i.e. its width and thickness. In this case the diameter of the punch defines the maximum possible width of the metal strip produced, when the width of the metal strip is equal to the diameter of the punch ₀ If required to produce a metal strip of greater width is necessary to increase the diameter of the punch. However, by increasing the diameter of the punch, its cross-section also grows quadratically. As the punch cross-section increases, the demand for the force required to extrude the metal tape increases.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro výrobu kovové pásky podle vynálezu, sestávající z protlačovacího zařízení umístěného v prostoru s inertním prostředkem, tvořeného lisovníkem, lisovacím pouzdrem a tělesem průtlačnice, kde lisovací pouzdro protlačovacího zařízení s vloženým lisovníkem je uloženo na úložné ploše tělesa průtlačnice, ve kterém je vytvořen souosýThe aforementioned drawbacks are overcome by the metal strip manufacturing apparatus of the present invention, comprising an extruder positioned within an inert medium comprising a punch, a press sleeve, and a die body, wherein the press sleeve of the extruder with an inserted die is supported on the bearing surface of the die body. is coaxial

240 894240 894

- 2 vkládací otvor pro vložení trnu. Podstata vynálezu spočívá v tom,- 2 insertion hole for insertion of mandrel. The essence of the invention is that

Že v souosém vkládacím otvoru tělesa průtlačnice je umístěn výměnný trn, upevněný svou dolní částí v dolní čésti tělesa průtlačnice# Mezi horní obvodovou rozvířenou částí výměnného trnu a sousedící vnitřní stěnou souosého vklédacího otvoru tělesa průtlačnice je vytvořena průtlačná štěrbina ve tvaru mezikruží pro průchod protlačovaného kovu ze skupiny alkalických kovů, přednostně lithia, a jejich slitin, ve tvaru trubky# Horní část výměnného trnu je opatřena příčným úchytným otvorem, ve kterém je z nejméně jedné strany uchycena v tělese průtlačnice upevněná, výměnná řezací struna pro podélné rozřezávání protlačované kovové trubky# Střední část tělesa průtlačnice je opatřena příčným vkládacím otvorem pro vložení násuvného vyváděcího kužele a jeho nasunutí na střední část výměnného trnu. Dolní část tělesa průtlačnice je opatřena nejméně jedním výstupním otvorem pro výstup nejméně jedné profilované kovové pásky# Těleso průtlačnice protlačovacího zařízení je uloženo v inertním tekutém prostředku v pracovní vaně.There is a replaceable mandrel fixed in the coaxial die hole of the die body, fixed with its lower part in the lower part of the die body # Between the upper circumferential whirling part of the die and the adjacent inner wall of the coaxial die hole of the die body, groups of alkali metals, preferably lithium, and their alloys, in the form of a tube # The upper part of the replaceable mandrel is provided with a transverse gripping hole in which a replaceable cutting string for longitudinal slitting of extruded metal tube is mounted in at least one side the die body is provided with a transverse insertion opening for insertion of the plug-in discharge cone and its insertion onto the central part of the exchangeable mandrel. The lower part of the die body is provided with at least one outlet opening for the exit of the at least one profiled metal tape. The die body of the extruder is housed in an inert liquid medium in a working tub.

Výměnná řezací struná^/vyvedena příčným úchytným otvorem na obě strany výměnného trnu a je uchycena v protilehlých stěnách tělesa průtlačnice# Dolní část tělesa průtlačnice je opatřena dvěma protilehlými výstupními otvory, u nichž je vzdálenost protilehlých vnějších stěn větší, než průměr průtlačné štěrbiny.The replaceable cutting line extends through a transverse gripping hole on both sides of the replaceable mandrel and is mounted in opposing walls of the die body # The bottom of the die body is provided with two opposing outlet openings at which the distance of the opposing outer walls is greater than the diameter of the die.

Průměr horní obvodové části výměnného trnu je volitelný v závislosti na požadované tleušťce protlačované kovové pásky#The diameter of the upper peripheral part of the replaceable mandrel is selectable depending on the desired thickness of the extruded metal tape #

Inertní tekutý prostředek v pracovní vaně je tvořen nejméně jedním minerálním olejem.The inert liquid composition in the working tub comprises at least one mineral oil.

Vyšší účinek zařízení pro výrobu kovové pásky podle vynálezu spočívá v porovnání s dosavadním stavemtechniky v tom, že kovové páska je vyráběna protlačováním kovového ingotu s použitím kovů ze skupiny alkalických kovů a jejich slitin, přednostně lithia, přes průtlačnou štěrbinu tvaru mezikruží. Průtlačná štěrbina tvaru mezikruží v protlačovacím zařízení umožňuje při požadavku vyrábět širší kovové pásky, efektivněji využít tlačného průřezu lisovníku při současném snížení úběru při protlačování kovového ingotu#A higher effect of the metal strip manufacturing apparatus according to the invention resides in the prior art in that the metal strip is produced by extruding a metal ingot using alkali metals and their alloys, preferably lithium, through an annular die gap. The annular die gap in the extruder makes it possible to produce wider metal tapes on demand, making more efficient use of the punch pressure cross section while reducing stock removal through the extrusion of metal ingot #

240 894240 894

- 3 V případě požadavku zvětšení celkové délky pr&tlaěné štěrbiny, která určuje Šíři vyráběné kovové pásky, případně pásek, nemá tato okolnost vliv na zvětšování průměru lisovníku, čímž nejen že nedochází k výše uvedeným nedostatkům, ale dochází k celkovému zkvalitnění podmínek při protlačování kovového ingotu přes průtlačnou Štěrbinu.If there is a requirement to increase the total length of the punched gap, which determines the width of the metal tape or tapes, this circumstance does not increase the diameter of the punch, thereby not only avoiding the above-mentioned drawbacks but also improving the the extrusion slot.

Zařízení pro výrobu kovové pásky podle vynálezu bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení s pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje zařízení pro výrobu kovové pásky složené z protlačovacího zařízení a pracovní vany naplněné inertním tekutým prostředkem, obr. 2 znázorňuje v půdorysu těleso průtlačnice a v něm umístěný výměnný trn, obr. 3 znázorňuje v řezu dolní část tělesa průtlačnice s dvěma menšími výstupními otvory, a obr, 4 znázorňuje v řezu dolní část tělesa průtlačnice s jedním větším výstupním otvorem.The apparatus for producing a metal tape according to the invention will be described in greater detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a machine for manufacturing a metal tape composed of an extruder and a working tub filled with an inert liquid medium. 3 shows the lower part of the die body with two smaller outlet openings, and FIG. 4 shows the lower part of the die body with one larger outlet opening in cross-section.

Zařízení pro výrobu kovové pásky, v celku znázorněné na obr. 1, se skládá z·protlačovacího zařízení 1 umístěného v pracovní vaně 2 naplněné inertním prostředkem B. Protlačovací zařízení 1 sestává z lisovacího pouzdra 11, do jehož horní Části je vložen lisovník 12. kterým se přenáší síla lisu na protlačovaný kovový ingot A. Uvedené dvě části protlačovacího zařízení jsou známy v technice protlačování a lisování kovů_o Lisovací pouzdro 12 je uloženo na vodorovné úložné ploše 133-tělesa 13 průtlačnice a s tímto tělesem 13 mechanicky spojeno, jak znázorněno na obr. 1. V souosém vkládacím otvoru 131 v tělese 13 průtlačnice je umístěn výměnný trn 14. který je svou dolní částí upevněn v dolní části tělesa 13 průtlačnice, jak znázorněno na obr. 1. Mezi horní obvodovou rozšířenou částí 142 výměnného trnu 14, jejíž průměr je volitelný podle požadované tlouštky zhotovované kovové pásky, a sousedící vnitřní stěnou souosého vkládacího otvoru tělesa 13 průtlačnice je vytvořena průtlačná štěrbina 134 ve tvaru mezikruží, jak znázorněno na obr. 2. Horní část výměnnéhoThe apparatus for manufacturing a metal tape, as shown in FIG. 1, consists of an extruder 1 disposed in a working tub 2 filled with an inert agent B. The extruder 1 consists of a compression sleeve 11, into the upper part of which a punch 12 is inserted. press force is transmitted to the extruded metal ingot A. the two parts of the extruder are known in the art of extrusion and molding _of metal compression sleeve 12 is mounted on the horizontal support surface 133 of the die-body 13 in this body 13 and is mechanically connected as shown in FIG. In the coaxial insertion opening 131 of the die body 13 there is a replaceable mandrel 14 which is fixed with its lower part in the lower part of the die body 13, as shown in Fig. 1. selectable to the desired metal thickness An annular die slot 134 is formed adjacent the inner wall of the coaxial insertion opening of the die body 13, as shown in Figure 2.

- 4 240 891 trnu 14 «je opatřena příčným, úchylným otvorem 141, znázorněným na obr. 1, určeným pro uchycení řezací struny 15. Tato výměnná řezací struna 15 může být umístěna jen v jedné polovině tělesa 13 průtlačnice pro případ, kdy dochází k podélnému rozřezávání stěny kovové protlačované trubky Al jen v jednom místě za účelem dosažení maximální šíře zhotovované kovové pásky A2.4 240 891 of the mandrel 14 ' is provided with a transverse bias 141, shown in FIG. 1, for receiving the cutting line 15. This replaceable cutting line 15 may be located only in one half of the die body 13 in the event of a longitudinal cutting the wall of the metal extruded tube Al at only one location to achieve the maximum width of the metal strip A2 to be produced.

V případě potřeby rozřezávání protlačované kovové trubky Al na dvě pásky, je řezací struna 15 umístěna v obou polovinách tělesa 13 průtlačnice. Konec, případně oba konce výměnné řezací struny 15 jsou uchyceny v tělese 13 průtlačnice. Střední část tělesa 13 průtlačnice je opatřena příčným vkládacíra otvorem 136, pro umístění násuvného vyváděcího kužele 16 na střední část výměnného trnu 14. jak znázorněno na obr. 1.If it is desired to cut the extruded metal tube A1 into two strips, the cutting line 15 is located in both halves of the die body 13. The end or both ends of the interchangeable cutting line 15 are held in the die body 13. The central portion of the die body 13 is provided with a transverse insertion hole 136 for positioning the plug-in discharge cone 16 on the central portion of the interchangeable mandrel 14 as shown in Figure 1.

V případě použití výměnné řezací struny 15 jen v jedné polovině tělesa 13 průtlačnice, je dolní část tohoto tělesa opatřena nejméně jedním výstupním otvorem 132. jak znázorněno na obr. 3 a 4. Při umístění výměnné řezací struny 15 v obou polovinách tělesa 13 průtlačnice, je dolní část tohoto tělesa 13 opatřena dvěma výstupními otvory 132a. 132b. jak znázorněno na obr. 3, které však mohou být propojeny v jeden výstupní otvor 132, znázorněný na obr. 4.If the replaceable cutting line 15 is used in only one half of the die body 13, the lower part of the die body is provided with at least one outlet opening 132 as shown in Figures 3 and 4. When the replaceable cutting line 15 is positioned in both halves of the die body 13, the lower part of the body 13 is provided with two outlet openings 132a. 132b. as shown in FIG. 3, which may, however, be connected to one outlet opening 132 shown in FIG. 4.

Těleso lj průtlačnice protlačovaciho zařízení 1 je uloženo na dosedné ploše 21 pracovní vany 2 naplněné inertním tekutým prostředkem, výhodně tvořeným nejméně jedním minerálním olejem, který zaplňuje i celý pracovní prostor tělesa 13 průtlačnice· Dolní část pracovní vany 2 je dostatečně hluboká pro ponoření celé zhotovené kovové pásky, případně pásek. Na obr. 1 je hloubka pracovní vany naznačena přerušením dolní části této pracovní vany 2.The die body 1j of the extruder 1 is mounted on the bearing surface 21 of the working tub 2 filled with an inert liquid medium, preferably consisting of at least one mineral oil, which fills the entire working space of the die 13. tape or tape. In Fig. 1, the depth of the working trough is indicated by breaking the lower part of the working trough 2.

Při provozu zařízení pro výrobu kovové pásky se do lisovacího pouzdra 11 vloží kovový, například lithiový ingot, jak je znázorněno na obr. 1. Tlakem lisovníku 12 je přes průtlačnou štěrbinu 134 tvaru mezikruží, znázorněnou na obr. 2, protlačována kovová trubka Al. jak znázorněno na obr. 1, která je při vytlačování z přítlačné štěrbiny 134 rozřezávána výměnnou řezací strunou 15 na jednu nebo dvě profilované kovové pásky A2a. A2b, jak bylo uvedeno ve statickém popisu.In operation of the metal strip manufacturing apparatus, a metal, for example lithium ingot, as shown in FIG. 1, is inserted into the press sleeve 11 as shown in FIG. 1. By pressing the punch 12, a metal tube A1 is extruded through the annular die slot 134 shown in FIG. 1, which, when extruded from the pressure slot 134, is cut by the interchangeable cutting line 15 into one or two profiled metal strips A2a. A2b as described in the static description.

- 5 240 894- 5 240 894

Tyto kovové profilované pásky A2a. A2b jsou z horní části tělesa 13 průtlačnice vyváděny přes násuvný, vyváděcí kužel 16 umístěný na střední části výměnného trnu 14. jak znázorněno na obr. 1, 2 a 3 do výstupních otvorů 132a. 132b v dolní části tělesa 13 průtlačnice, znázorněných na obr. 3 a 4, odkud vystupují do dolní části pracovní vany 2. Vzhledem k tomu, že pracovní vana 2 je naplněna inertním prostředkem ve formě minerálního oleje, nebo směsi minerálních olejů, probíhá celý pracovní proces v tomto inertním prostředí za účelem ochrany zhotovované kovové pásky, resp. kovových pásek před vlivem okolního prostředí.These metal profiled tapes A2a. A2b are discharged from the upper portion of the die body 13 via a plug-in, discharge cone 16 located on the central part of the exchange mandrel 14 as shown in FIGS. 1, 2 and 3 into the outlet openings 132a. 3 and 4, from where they project into the lower part of the working tub 2. Since the working tub 2 is filled with an inert mineral oil or mineral oil mixture, the entire working process takes place. process in this inert environment in order to protect the metal strip produced, respectively. metal tapes from the environment.

Podle dosud známého protlačovaného zařízení je při výrobě lithiové pásky o Šíři 60 mm nutno použít lisovníku o průměru minimálně 60 mm, což vyžaduje, jak bylo 'již výše uvedeno, zvětšení průměru lisovníku a zvýšení s tím spojené tlačné sily lisu. Naproti tomu u zařízení podle vynálezu vyhovuje pro výrobu lithiové pásky o Šíři 60 mm protlačovací zařízení s lisovníkem o průměru 30 mm. Přitom je třeba vzít v úvahu, že při zmenšování průměru lisovníku klesá i jeho tlačný průřez, což nárokuje menší lisovací sílu pro protlačování lithiové pásky. To znamená, že při výrobě lithiové pásky je možno použít lisu s menší tlačnou silou. V průměru činí hodnota tlaku potřebného pro potlačování kovového ingotu z lithia do tvaru pásky za studená s úběrem 95 až 97 %, což se rovná 30 až 49 MPa. U řešení podle vynálezu se snižuje hodnota úběru z hodnoty 95 až 97 % na hodnotu úběru 88 až 90 %, což má za následek snížení potřebné lisovací síly.According to the prior art extruded apparatus, a punch having a diameter of at least 60 mm must be used in the production of a 60 mm wide lithium tape, which requires, as mentioned above, an increase in the punch diameter and the associated press force of the press. In contrast, in the device according to the invention, an extruder with a punch of 30 mm diameter is suitable for producing a 60 mm wide lithium tape. It should be taken into account that, as the diameter of the punch decreases, its compression cross section also decreases, which requires less compression force for extruding the lithium tape. This means that in the production of the lithium tape, a press with less pressing force can be used. On average, the pressure required to suppress the lithium metal ingot strip is cold with a removal of 95-97%, which is equal to 30-49 MPa. In the solution according to the invention, the removal value decreases from 95 to 97% to a removal value of 88 to 90%, resulting in a reduction in the necessary pressing force.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

240 894

An apparatus for manufacturing a metal tape, comprising an extruder positioned in an inert medium space comprising a punch, a press sleeve and a die body, wherein the press sleeve of the die extruder with a punch is mounted on a bearing surface of the die body in which a coaxial insertion body is formed. a mandrel insertion hole,

That an interchangeable mandrel (14) is mounted in a coaxial insertion opening (131) of the die body (13), fastened with its lower part at the bottom of the die body (13), and between the upper circumferential widened portion (142) of the interchangeable mandrel an inner wall of a coaxial insertion opening (131) of the die body (13), an annular die gap (134) is formed for the passage of the extruded metal (A) of the alkali metal group, preferably lithium, and their alloys, tube-shaped (Al) and the top of the interchangeable mandrel (14) is provided with a transverse gripping hole (141) in which a replaceable cutting string (15) for longitudinally cutting the extruded metal tube (A1) is mounted in at least one side in the die body (13), and the central part of the die body (13) is provided with a transverse insertion opening (136) for insertion of the plug-in discharge cone (16) and its insertion and a lower part of the die body (13) is provided with at least one outlet opening (132a, 132b) for the exit of at least one profiled metal strip (A2a, A2b), the die body (13) of the extruder (13); 1) is stored in an inert liquid composition (B) in a working tub (2).

2. The apparatus for producing metal tape according to claim 1, characterized in that the replaceable cutting line (15) is led through a transverse gripping hole (141) to both sides of the replaceable mandrel (14) and is mounted in opposite walls of the die body (13). the lower part of the die body (13) is provided with two opposing exit openings (132a, 132b) in which the distance of the opposing outer walls is greater than the diameter of the upper peripheral widened portion (142) of the interchangeable mandrel (14). »

- 7 240 894

3. A metal strip manufacturing machine as claimed in claim 1, wherein the diameter of the upper peripheral portion (142) of the replaceable mandrel (14) is selectable depending on the desired thickness of the extruded metal strip (A2a, A2b).

Device for producing a metal tape according to Claims 1 to 3, characterized in that the inert liquid medium (B) in the working trough (2) consists of at least one mineral oil.