RU2111811C1 - Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов - Google Patents
Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111811C1 RU2111811C1 RU96117538A RU96117538A RU2111811C1 RU 2111811 C1 RU2111811 C1 RU 2111811C1 RU 96117538 A RU96117538 A RU 96117538A RU 96117538 A RU96117538 A RU 96117538A RU 2111811 C1 RU2111811 C1 RU 2111811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- press
- zone
- temperature
- extrusion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для изготовления проволоки и других длинномерных и непрерывных профилей методом экструзии. Экструзионное колесо охлаждают в двух зонах. В зоне прессования и внепрессовой зоне охлаждают с разной интенсивностью. Регламентируют температуру налипшего металла на стенках ручья, входящего в прессовую зону. Условие существования процесса справедливо вне зависимости от длины прессовой зоны. Условие интенсификации активных сил трения соблюдают для оптимизации длины прессовой зоны при высоких скоростях прессования. 1 з.п.ф-лы., 1 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к процессам изготовления проволоки и профилей из длинномерных и непрерывных заготовок методом экструзии.
Известно устройство для непрерывного прессования металлов, в котором реализован способ регулирования температуры прессуемого металла и отвод тепла от прессовой зоны ручья, включающий подачу и регулирование расхода охлаждающей воды в зависимости от температуры прессуемого металла перед матрицей.
Недостаток известного способа заключается в отсутствии охлаждения поверхности ручья в внепрессовой зоне, режимы охлаждения которой имеют большое значение в процессе непрерывного прессования цветных металлов.
Отсутствие охлаждения в внепрессовой зоне приводит к перегреву налипшего металла на стенках ручья (в дальнейшем тексте - облоя), при высоких скоростях прессования. Вращаясь с колесом, перегретый облой вновь поступает в прессовую зону, захватывает заготовку, но не может создать на ее боковых поверхностях высокие активные силы трения для стабильного прохождения заготовки в зоне прессования. В результате перегрева облоя заготовка начинает интенсивно скользить в ручье. Процесс прессования теряет стабильность, а металл в области высокого скольжения нагревается еще выше, что ведет к дефектам на поверхностях пресс-изделия и быстрому износу ручья.
Как показали исследования термомеханических параметров процесса непрерывного прессования, для устойчивого прохождения заготовки в прессовой зоне и для предотвращения перегрева прессуемого металла перед матрицей необходимо регулировать и поддерживать не только температуру прессуемого металла перед матрицей, но и разность температур между выходящим и входящим в прессовую зону облоем.
Применение одной зоны с регулированием охлаждения, а именно прессовой зоны, как это сделано в прототипе, позволяет поддерживать устойчивое прохождение заготовки при невысоких частотах вращения колеса. Скорости прессования будут также невысокие. Фактическая частота вращения экструзионного колеса ограничена 20 об/мин при диаметре колеса 300 мм.
Стремление сделать процесс непрерывного прессования более производительным, путем увеличения частоты вращения колеса, приводит к большой величине скольжения заготовки на поверхности ручья. Результатом высокого скольжения являются: потеря стабильности процесса прессования, быстрый износ поверхности ручья и перегрев прессуемого металла.
Отсутствие охлаждения облоя в внепрессовой зоне при высокой скорости прессования не позволяет достичь необходимого температурного режима на поверхности ручья в связи с малым временем охлаждения облоя при его движении с высокой скоростью. Следовательно, для скоростного процесса непрерывного прессования необходимо высокоэффективное охлаждение поверхности ручья с облоем в внепрессовой зоне. При этом охлаждение прессовой и внепрессовой зоны должно быть разделено с целью обеспечения необходимой разности температур между выходящим и входящим в зону прессования облоем.
Настоящим изобретением решается задача стабилизации процесса непрерывного прессования, повышения качества готовых пресс-изделий и увеличение производительности машины.
Способ решения задачи заключается в том, что прессовую и внепрессовую зону охлаждают с разной интенсивностью, соответствующей условию: Tп ≤ 0,71н где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом (облоем), входящим в прессовую зону, град;
Tн - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом (облоем), выходящим из прессовой зоны, град.
Tн - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом (облоем), выходящим из прессовой зоны, град.
В момент пуска машины непрерывного прессования на поверхности ручья экструзионного колеса происходит налипание прессуемого металла, например алюминия. Склонность цветного металла к схватыванию со стальной основой колеса способствует созданию на упоре вставки настолько высокого давления, что происходит формирование облоя на поверхности ручья путем срезания боковых поверхностей заготовки, находящейся в прессовой зоне о кромку упора вставки. Налипший облой подвержен циклическому изменению давления и температуры. Вращаясь с колесом, облой вновь поступает в прессовую зону, захватывает заготовку и создает на ее боковых поверхностях активные силы трения, растущие по мере вхождения заготовки в камеру. Активные силы трения разогревают слой прессуемого металла, примыкающий к дну ручья (облой). Перегрев поверхности ручья с облоем приводит к потере непрерывности выдавливания металла через матрицу, что объясняется снижением сопротивления пластической деформации в облое, находящимся между поверхностью ручья и заготовкой при высоких температурах.
Известно, что предельная частота вращения колеса в действующих машинах ограничена 35 об/мин. С увеличением скорости подачи заготовки к матрице путем увеличения частоты вращения колеса уменьшается рассеивание тепла за единицу времени. При этом температура металла у матрицы и облоя на поверхности ручья повышается. Чтобы не допустить перегрев металла, необходимо усилить охлаждение в прессовой и внепрессовой зоне ручья.
В прессовой зоне температура металла, находящегося перед матрицей, должна соответствовать нормам режима горячего прессования цветных металлов. Охлаждение металла в прессовой зоне возможно лишь теплопередачей через стенку, отделяющую охладитель и прессуемый металл, при наличии градиента температур по толщине стенки. Процесс теплопередачи в прессовой зоне является стационарным. Температура прессуемого металла перед матрицей при постоянных скоростях прессования не меняется во времени и должна находиться на достаточно высоком уровне для хорошего сочетания пластических и прочностных свойств.
Совсем иные требования необходимо предъявлять к охлаждению внепрессовой зоны. Если в прессовой зоне необходимо поддерживать достаточно высокую температуру прессуемого металла перед матрицей для снижения прочностных и повышения пластических свойств, то внепрессовой зоне необходима достаточно низкая температура поверхности ручья с облоем для повышения прочностных свойств с целью усиления активных сил трения между заготовкой и поверхностью ручья.
Путем исследований удалось установить, что температура облоя, входящего в прессовую зону, не должна превышать 0,7 от температуры облоя выходящего из прессовой зоны (входящего в внепрессовую зону). При нарушении этого условия процесс непрерывного прессования становится нестабильным, что проявляется в повышенном скольжении заготовки в ручье с остановкой заготовки при вращающемся колесе. Следует заметить, что при Tп = 0,7Tн процесс прессования наиболее стабилен.
Кроме того, внепрессовую зону ручья охлаждают с интенсивностью, соответствующей условию% Tп ≤ 0,4Ts, где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом /облоем/ входящим в прессовую зону, град;
Ts - температура солидус для прессуемого металла, град.
Ts - температура солидус для прессуемого металла, град.
При Tп > 0,4Ts наблюдается резкое снижение сопротивления пластической деформации металла облоя и активных сил трения между заготовкой и поверхностью ручья, что приводит к большой длине прессовой камеры, а следовательно, к лишним трудозатратам при ее изготовлении. Поэтому температура облоя, входящего в прессовую зону должна иметь дополнительное ограничение: Tп ≤ 0,4Ts.
Именно заявленный способ непрерывного прессования, регламентирующий температуру облоя, входящего в камеру, условием существования процесса вообще, выраженным неравенством Tп ≤ 0,7Tн, которое справедливо вне зависимости от длины прессовой камеры, и условием интенсификации активных сил трения, нашедшем свое отражение в неравенстве Tп ≤ 0,4Ts с целью оптимизации длины прессовой зоны, делает процесс устойчивым, повышает качество готовых пресс-изделий при высоких скоростях прессования, повышает производительность машины.
Пример. Возможность осуществления заявленного способа поясняется чертежом, на котором представлен разрез вдоль прессовой зоны.
Элементами чертежа являются: экструзионное колесо 1, имеющее каналы 2 для подачи охлаждающей воды, матрица 3 и упор 4, установленные на суппорте 5, воздушные форсунки 6 для интенсивного охлаждения поверхности ручья с облоем, заготовка 7, вставка 8 с водоохлаждаемыми каналами 9, образующая с поверхностью ручья на колесе прессовую зону 10 и внепрессовую зону 11 с налипшим облоем 12.
Способ реализуется следующим образом.
В процессе непрерывного прессования колесо 1, имея частоту вращения 40 об/мин и наружный диаметр 300 мм, втягивает круглую заготовку 7 в прессовую зону 10 до упора 4. Конец заготовки разогревается со стороны вращающегося колеса 1 и становится пластичным. С нарастанием температуры до 350...400oC и осевого давления до 600 МПа конец заготовки 7 распрессовывается на упоре 4 и начинается экструзия металла через рабочий канал матрицы 3. В прессовой зоне наблюдается адгезия металла заготовки к стальной основе колеса и формирование облоя 12 толщиной 1...2 мм на поверхности ручья путем срезания боковых поверхностей заготовки 7 о кромку упора 4.
Для предотвращения перегрева прессуемого металла и поверхности ручья с облоем 12 включают охлаждение прессовой зоны 10 ручья, находящейся в контакте с заготовкой 7, и внепрессовой зоны 11 ручья, находящейся в контакте с налипшим облоем 12. Прессовая зона охлаждается водой, подаваемой в каналы 2 экструзионного колеса 1 и в каналы 9 вставки 8, предотвращая перегрев прессуемого металла перед матрицей 3. Общий расход воды в процессе прессования подката диаметром 12 мм из алюминия марки А5Е составляет 25 л в мин. Для охлаждения облоя, проходящего в внепрессовой зоне, дополнительно к внутреннему водяному охлаждению колеса установлены форсунки 6, подающие воздушную струю со скоростью 180 м/с непосредственно на поверхность облоя. Коэффициент теплоотдачи при обдуве α = 400 Вт/м2К. Расход воздуха 9 м3/ч. Прессовали проволоку диаметром 2 мм.
Целесообразность использования вынужденного конвективного теплообмена для охлаждения поверхности ручья с облоем объясняется следующим. Внутреннее водяное охлаждение колеса не имеет прямого контакта с облоем, находящимся на поверхности ручья, поэтому в процессе охлаждения облоя через стальную стенку колеса наблюдается большая тепловая инерционность, не позволяющая быстро охладить облой, время прохождения которого в внепрессовой зоне составляет 1,3 с. Струя воздуха, имеющая прямой контакт с облоем на поверхности ручья, в сочетании с внутренним охлаждением колеса, создает высокоэффективный теплообмен. Результатом которого является снижение температуры облоя, входящего в прессовую зону, до 200...240oC, что соответствует условиям стабильности процесса непрерывного прессования.
Опытные испытания способа показали, что при температуре облоя, входящего в прессовую камеру Tп ≤ 0,7Tн, процесс прессования стабилен, а качество готовых пресс-изделий соответствует требованиям потребителей.
Claims (2)
1. Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов, включающий разогрев активными силами контактного трения прессуемого металла до температуры режима горячего прессования и охлаждение экструзионного колеса, имеющего прессовую и внепрессовую зоны ручья, отличающийся тем, что прессовую и внепрессовую зоны охлаждают с разной интенсивностью, выполняя условие
Tп ≤ 0,7н,
где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, входящим в прессовую зону, град.;
Nн - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, выходящим из прессовой зоны, град.
Tп ≤ 0,7н,
где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, входящим в прессовую зону, град.;
Nн - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, выходящим из прессовой зоны, град.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внепрессовую зону ручья охлаждают, выполняя условие
Tп ≤ 0,4 Ts,
где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, входящим в прессовую зону, град.;
Ts - температура солидус для прессуемого металла, град.
Tп ≤ 0,4 Ts,
где Tп - температура поверхности ручья с налипшим на стенки металлом, входящим в прессовую зону, град.;
Ts - температура солидус для прессуемого металла, град.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117538A RU2111811C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117538A RU2111811C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2111811C1 true RU2111811C1 (ru) | 1998-05-27 |
RU96117538A RU96117538A (ru) | 1998-11-27 |
Family
ID=20185015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96117538A RU2111811C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2111811C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112718906A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 郑州明泰交通新材料有限公司 | 一种具有冷却功能的中垫装置 |
RU2786551C2 (ru) * | 2018-07-05 | 2022-12-22 | Фейнрорен С.П.А. | Непрерывный способ изготовления капилляров, выполненных из цветных сплавов |
US11717870B2 (en) | 2018-07-05 | 2023-08-08 | Feinrohren S.P.A. | Continuous method for producing capillaries made of nonferrous alloys |
-
1996
- 1996-08-28 RU RU96117538A patent/RU2111811C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786551C2 (ru) * | 2018-07-05 | 2022-12-22 | Фейнрорен С.П.А. | Непрерывный способ изготовления капилляров, выполненных из цветных сплавов |
US11717870B2 (en) | 2018-07-05 | 2023-08-08 | Feinrohren S.P.A. | Continuous method for producing capillaries made of nonferrous alloys |
CN112718906A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 郑州明泰交通新材料有限公司 | 一种具有冷却功能的中垫装置 |
CN112718906B (zh) * | 2020-12-21 | 2022-03-25 | 郑州明泰交通新材料有限公司 | 一种具有冷却功能的中垫装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1048667C (zh) | 控制结晶器侧壁变形的方法及连续浇铸结晶器 | |
JP4637580B2 (ja) | マグネシウム合金ストリップおよびその製造方法 | |
JP2005536358A5 (ru) | ||
RU2111811C1 (ru) | Способ непрерывного прессования изделий из цветных металлов | |
NO153417B (no) | Anordning ved dynetrekk. | |
US2983972A (en) | Metal casting system | |
RU2335376C1 (ru) | Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования профилей | |
JP3867769B2 (ja) | 板状金属素材の製造方法および装置 | |
CN105081243B (zh) | 一种铝合金线材连续铸轧系统 | |
RU2100136C1 (ru) | Установка для непрерывного литья и прессования металла | |
JP3654834B2 (ja) | 金属材料の等温押出方法 | |
US5862582A (en) | Method for making hollow workpieces | |
CN1309510C (zh) | 压铸流动系统及其方法 | |
HU183418B (en) | Device for continuous casting metal strips | |
US6401800B1 (en) | Device and method for continuous casting of workpieces | |
WO2014168501A1 (ru) | Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки | |
US4030328A (en) | Device for continuous lubrication of an extrusion die | |
JP3650889B2 (ja) | 押出成形品の製造方法及び製造装置 | |
RU2639203C2 (ru) | Способ совмещенного непрерывного литья, прокатки и прессования металлической заготовки и устройство для его реализации | |
HU183416B (en) | Method and apparatus for continuous casting metal strips | |
US20240091848A1 (en) | Mold casting surface cooling | |
JP2000051929A (ja) | 回転ホイール式連続押出装置および金属押出材の製造方法 | |
CN104138924A (zh) | 一种短流程制造镁合金薄板的方法 | |
KR900002032B1 (ko) | 비 철금속 피복재의 연속 압출장치 | |
RU2457052C1 (ru) | Охлаждаемая оправка косовалкового стана и способ ее охлаждения |