專利名稱：一種管材堵板擠壓工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，一種銅及銅合金、鋁及鋁合金管材擠制用的堵板擠壓工藝方法。
背景技術(shù)：
目前，廣泛用于大型鋼鐵企業(yè)的結(jié)晶器、建筑行業(yè)的通水主管道、化工行業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域所使用的銅及銅合金、鋁及鋁合金管材，大多采用擠壓作為加工的頭道工序，在大規(guī)格銅及銅合金、鋁及鋁合金管材擠壓中，又以臥式擠壓為主。隨著國內(nèi)外各種制造行業(yè)的發(fā)展，對銅及銅合金、鋁及鋁合金管材的壁厚精度要求日益提高，因?yàn)楸诤竦木鶆蛐灾苯雨P(guān)系到管使用壽命，而臥式擠壓即使在設(shè)備精度達(dá)到要求的情況下，由于大型擠壓軸本身所帶來的自重影響以及鑄錠與擠壓筒之間的間隙，加之銅及銅合金、鋁及鋁合金管材的高溫強(qiáng)度通常比較低，在金屬尚未充滿擠壓筒時(shí)，由于前端的擠壓工位是自由端，按照最小阻力定律，高溫鑄錠前部已經(jīng)流出?？祝瑹o法充填完整。通常上部有間隙致使金屬流出?？讜r(shí)周向不均勻，管材偏心嚴(yán)重，尤其是管材頭部，在穿孔時(shí)穿孔針穿出的料頭會降低產(chǎn)品的成材率(管材規(guī)格、直徑與徑厚比越大，穿孔料頭越重，影響就越顯著)。
目前管材臥式擠壓的擠壓程序通常為鑄錠送入擠壓筒，此時(shí)前端工位是擠壓工位→擠壓軸向前充填→擠壓軸返回至設(shè)定位置進(jìn)行穿孔→擠壓軸向前進(jìn)行擠壓，沒有堵板擠壓。管材壁厚的均勻程度是銅及銅合金、鋁及鋁合金管材的重要技術(shù)指標(biāo)，擠壓程序通常作為頭道工序，是決定管材壁厚均勻性的基礎(chǔ)，尤其是對于大規(guī)格管材來說，即無法通過軋制又不能通過多道次拉伸來改善管材壁厚均勻性，所以目前現(xiàn)有的擠壓程序及模具已無法滿足銅及銅合金、鋁及鋁合金管材日益提高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種銅及鋼合金、鋁及鋁合金管材堵板擠壓的工藝方法，即在管材擠壓中增加一個(gè)堵板工位，將傳統(tǒng)的前端自由端改為封閉端?？梢燥@著提高管材壁厚精度、成材率，并且使管材內(nèi)部材質(zhì)更致密，為生產(chǎn)高精度管材創(chuàng)造了有利條件。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種管材堵板擠壓的工藝方法鑄錠送入擠壓筒，此時(shí)前端工位是堵板工位→擠壓軸向前充填→擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔→堵板工位更換成擠壓工位→擠壓軸向前進(jìn)行擠壓→擠壓工位更換成堵板工位。堵板擠壓對傳統(tǒng)擠壓進(jìn)行了創(chuàng)新，在擠壓開始之前，利用堵板(或稱之為堵頭)前端角度與擠壓筒端口角度互為余角或互為平面，既堵板前端角度進(jìn)入擠壓筒內(nèi)或與擠壓筒端口靠緊，形成緊密配合的封閉端。在充填之后，進(jìn)行穿孔，此時(shí)由于前端封閉，金屬一方面充滿了鑄錠與擠壓筒之間的間隙，在前端充滿之后，此時(shí)擠壓墊片與鑄錠后部有一定間隙，金屬將沿著與穿孔針行進(jìn)相反的方向流動，穿孔針前進(jìn)至離堵板一定距離(這個(gè)距離在控制精度有保證的前提下，越小越好)時(shí)停下，原來被作為穿孔料頭頂出的金屬大部分回流，這個(gè)過程實(shí)際相當(dāng)于二次充填，消除鑄錠與擠壓筒之間的間隙，從而實(shí)現(xiàn)擠壓過程中金屬周向流動均勻，獲得壁厚均勻度好的管材。
該管材堵板擠壓工藝方法按以下步驟操作1)鑄錠送入擠壓筒
采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，鋼及銅合金鑄錠出爐溫度580～950℃，鋁及鋁合金鑄錠出爐溫度300～520℃，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板模具前端角度與擠壓筒端口角度互為余角或互為平面，既堵板前端角度進(jìn)入擠壓筒內(nèi)或與擠壓筒端口靠緊，形成緊密配合的封閉端。
2)擠壓軸向前充填擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，銅及銅合金鑄錠擠壓速度5～60mm/S；鋁及鋁合金鑄錠擠壓速度5～15mm/S。
3)擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后盡量靠近堵板停住，銅及銅合金穿孔速度50～500mm/S；鋁及鋁合金穿孔速度30～80mm/S。
4)堵板工位更換成擠壓工位通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
5)擠壓軸向前進(jìn)行擠壓擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？字辛鞒?，銅及銅合金擠壓速度5～60mm/S；鋁及鋁合金擠壓速度5～15mm/S。
6)擠壓工位更換成堵板工位管材擠壓完成后進(jìn)行工位更換，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
有益效果充填時(shí)由于前部自由端改為封閉端，可以更加完整充填，并且也由于前端的封閉，使得穿孔過程中造成了二次充填，與目前傳統(tǒng)的擠壓相比，可以同時(shí)使得鑄錠中心部位的金屬不再直接流出模孔變成幾何廢料，而是大部分相對于穿孔針進(jìn)行回流，并推動后部金屬向后運(yùn)動；這種金屬在高溫高壓下的變形，能夠充分改善金屬內(nèi)部的原始鑄造組織，并使原來鑄錠中心部的金屬得到大部分利用，提高成材率，降低生產(chǎn)成本，又能獲得更致密的內(nèi)部材質(zhì)。偏心率由通常的8～12％降低至2～7％，壁厚均勻度提高50％以上。這種管材堵板擠壓工藝方法，可廣泛應(yīng)用于銅及銅合金、鋁及鋁合金管材生產(chǎn)，尤其在大規(guī)格管材方面更有意義。


圖1是一種管材堵板擠壓工藝方法的流程。
具體實(shí)施如下下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1擠壓規(guī)格為T2Φ280×10mm該管材堵板擠壓工藝方法按以下步驟操作1)鑄錠送入擠壓筒采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，銅及銅合金鑄錠出爐溫度580℃，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板前端角度與擠壓筒端口角度互為余角，即進(jìn)入擠壓筒內(nèi)與其形成緊密配合的封閉端。
2)擠壓軸向前充填擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，擠壓速度5mm/S。
3)擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后盡量靠近堵板停住，穿孔速度50mm/S。
4)堵板工位更換成擠壓工位通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，并更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
5)擠壓軸向前進(jìn)行擠壓擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？琢鞒觯瑪D壓速度5mm/S。
6)擠壓工位更換成堵板工位管材擠壓完成后進(jìn)行工位更換，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
實(shí)施例2擠壓規(guī)格為T2Φ180×20mm該管材堵板擠壓工藝方法按以下步驟操作1)鑄錠送入擠壓筒采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，銅及銅合金鑄錠出爐溫度950℃，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板前端角度與擠壓筒端口角度互為平面，與擠壓筒端口靠緊，形成緊密配合的封閉端。
2)擠壓軸向前充填擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，擠壓速度60mm/S。
3)擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后盡量靠近堵板停住，穿孔速度500mm/S。
4)堵板工位更換成擠壓工位通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
5)擠壓軸向前進(jìn)行擠壓擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？字辛鞒?。擠壓速度60mm/S。
6)擠壓工位更換成堵板工位管材擠壓完成后進(jìn)行工位更換，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
實(shí)施例3擠壓規(guī)格為1A99Φ180×10mm該管材堵板擠壓工藝方法按以下步驟操作1)鑄錠送入擠壓筒采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，鋁及鋁合金鑄錠出爐溫度300℃，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板前端角度與擠壓筒端口角度互為平面，與擠壓筒端口靠緊，形成緊密配合的封閉端。
2)擠壓軸向前充填擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，擠壓速度5mm/S。
3)擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后盡量靠近堵板停住，穿孔速度30mm/S。
4)板工位更換成擠壓工位通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
5)擠壓軸向前進(jìn)行擠壓擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？字辛鞒?。擠壓速度5mm/S。
6)擠壓工位更換成堵板工位管材擠壓完成后進(jìn)行工位更換，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
實(shí)施例4擠壓規(guī)格為1A99Φ200×10mm該管材堵板擠壓工藝方法按以下步驟操作1)鑄錠送入擠壓筒采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，鋁及鋁合金鑄錠出爐溫度520℃，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板前端角度與擠壓筒端口角度互為余角，即進(jìn)入擠壓筒內(nèi)與其形成緊密配合的封閉端。
2)擠壓軸向前充填擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，擠壓速度15mm/S。
3)擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后盡量靠近堵板停住，穿孔速度80mm/S。
4)板工位更換成擠壓工位通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
5)擠壓軸向前進(jìn)行擠壓擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？字辛鞒?。擠壓速度15mm/S。
6)擠壓工位更換成堵板工位管材擠壓完成后進(jìn)行工位更換，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
權(quán)利要求
1.一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征是該工藝方法按以下步驟操作將鑄錠送入擠壓筒，此時(shí)前端工位是堵板工位→擠壓軸向前充填→擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔→堵板工位更換成擠壓工位→擠壓軸向前進(jìn)行擠壓→擠壓工位更換成堵板工位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于采用加熱爐進(jìn)行鑄錠加熱，銅及銅合金鑄錠出爐溫度580-950℃；鋁及鋁合金鑄錠出爐溫度300-520℃。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于鑄錠送入擠壓筒，此時(shí)前端工位是堵板工位，堵板模具前端角度與擠壓筒端口角度互為余角或互為平面，即堵板模具前端角度進(jìn)入擠壓筒內(nèi)或與擠壓筒端口靠緊，形成緊密配合的封閉端。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于擠壓軸把加熱的鑄錠進(jìn)行充填，靠緊堵板停住，銅及銅合金擠壓速度5-60mm/S；鋁及鋁合金擠壓速度5～15mm/S。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于擠壓軸返回至設(shè)定位置，擠壓軸中的穿孔針進(jìn)行穿孔，進(jìn)行二次充填后近量靠近堵板停住，銅及銅合金穿孔速度50-500mm/S；鋁及鋁合金穿孔速度30～80mm/S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于堵板工位更換成擠壓工位是通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把堵板模具移出，更換成擠壓工位，即更換成擠壓模具。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于擠壓軸向前推動加熱的鑄錠進(jìn)行擠壓，擠壓成型的管材從?？字辛鞒觯~及銅合金擠壓速度5-60mm/S；鋁及鋁合金擠壓速度5～15mm/S。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材堵板擠壓工藝方法，其特征在于管材擠壓完成后把擠壓工位更換成堵板工位，通過安裝在擠壓機(jī)橫向滑動模架上由橫向移動缸控制進(jìn)行運(yùn)動把擠壓模具移出，更換成堵板工位，即把前端自由端改為成封閉端，進(jìn)入下一輪擠壓。
全文摘要
一種管材堵板擠壓工藝方法，該工藝方法按以下步驟操作將鑄錠送入擠壓筒，此時(shí)前端工位是堵板工位→擠壓軸向前充填→擠壓軸返回至設(shè)置位置后進(jìn)行穿孔→堵板工位更換成擠壓工位→擠壓軸向前進(jìn)行擠壓→擠壓工位更換成堵板工位。使用該方法生產(chǎn)管材能夠分改善金屬內(nèi)部的原始鑄造組織，并使原來鑄錠中心部的金屬得到大部分利用，提高成材率，降低生產(chǎn)成本，又能獲得更致密的內(nèi)部材質(zhì)。偏心率由通常的8～12％降低至2～7％，壁厚均勻度提高50％以上，具有很好的推廣價(jià)值。
文檔編號B21C31/00GK1857814SQ20061001789
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者郭慧穩(wěn), 孫德華, 趙萬花, 周玉林 申請人:中鋁洛陽銅業(yè)有限公司