[发明专利]一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺

说明书

本发明公开一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺和装置。

所属技术领域

本发明属金属加工领域，本发明涉及多孔铜型材挤压变形的工艺及设备，具体地说是一种真空焊合腔用组合模生产铜多孔型材工艺和装置。

背景技术

金属铜以其良好的导电、导热、耐蚀性和便于冷热压力加工，已成为最大量使用的金属之一，工业上广泛用于制造有导电、导热和耐蚀等要求的各种器材。铜加工技术中采用挤压方法生产管、棒及线坯已成为压力加工的一种主要方法。铜的挤压加工有冷热之分，大规模工业生产主要是采用热挤压加工。

热挤压加工工艺先将坯锭加热到适合变形的温度，然后将热坯锭(10)通过挤压机挤压加工成所需的成品。常规的卧式油压挤压机(参见图1)在床身(2)的后横梁(3)上安装主缸(1)，主柱塞(4)通过液压控制可在主缸中前后移动，主柱塞内部装有穿孔缸(5)，其作用是可对实心铜坯锭在线穿孔，将实心坯锭变成空心锭(参见图2)，进一步挤压成管坯。主缸前端是挤压筒(11)，挤压筒前端是移动模架(13)和前横梁(15)，移动模架中间有安放挤压模(12)和模垫(14)的模孔，前横梁上安装2组挤压筒缸(17)，挤压筒拉杆(16)伸出挤压筒缸外，和挤压筒连接，挤压筒由挤压筒拉杆拉动可在床身前后移动，当往前移动到紧贴移动模架(13)时，挤压筒缸就将挤压筒和移动模架上安装的挤压模紧锁在前横梁前端，此时，升锭机(8)将已加热的坯锭(10)和挤压垫(9)送到挤压筒前端，挤压机主缸进油，主柱塞前行，挤压轴(7)推动挤压垫和坯锭前行，进入挤压筒内。升锭机下降，挤压轴进入挤压筒内，将坯锭推到挤压模前。主缸继续前行，挤压轴顶住坯锭变形，从前横梁模孔内挤出，成一实心铜型材或铜棒。当主缸前行通过挤压轴将坯锭顶在模架上(参见图2)，主缸不动，穿孔缸动作，安装在穿孔缸中的穿孔针(6)从主缸中伸出，顶在已镦粗的坯锭上，足够大的穿孔力将在坯锭上穿出一个和穿孔针同样粗细的孔，穿孔针前行到挤压模位置时，挤压模和穿孔针就构成了一环形空间，此时挤压轴在主缸力推动下继续前行，将坯锭挤压变形从外模和穿孔针构成的环形空间中通过，形成管坯。

从以上表述可见，金属铜材通过挤压轴对坯锭的挤压，使坯锭强行通过外模，可生产出各种实心型棒材，加上穿孔针挤压可生产出管材。

金属铝的加工工艺和铜材大不一样。金属铝有良好的焊合性能，在热挤压加工时，金属铝不采用穿孔挤压而是采用焊合模生产，金属铝通过组合模分成几块进入焊合腔，在焊合腔中分成几片的金属铝可重新焊在一起，形成封闭腔，此法不仅可生产单孔铝管，还可生产多孔铝型材。

金属铜采用焊合模生产很困难，铜的导热性优良，热容比铝小，加热到高温的坯锭很容易降温从而使挤压抗力大大增强；铜的易氧化性使高温挤压时铜坯锭表面有一层氧化膜，这层膜阻碍了铜锭挤压时焊合。只有在真空状态挤压，同时保持挤压时焊合腔周围稳定的高温，铜材的挤压生产才能有铝材所表现出的焊合性。

金属铜材的这种特性形成了现今世界各国金属铜管在有穿孔系统的挤压机上用穿孔针生产的工艺。也有采用空心锭坯生产铜管的工艺，坯锭先铸成空心，或是采用其它方式先钻出孔，再用穿孔针挤压。穿孔针挤压时，穿孔针本身相当于内模，管材在内外模的空间中强行通过成形。

上述挤压法生产工艺构成了最通用也是最可靠的生产带封闭腔的铜型材主要是铜管产品的方式。

传统的生产工艺还包括不用挤压法的生产。

在钭轧穿孔机上采用热轧穿孔的方式生产铜管，其主要工艺是在实心铜坯锭上采用热穿孔的方式在坯锭中心先穿出一个孔，在穿孔的同时进行轧制，将一个较大的圆坯锭加工成一段较长的粗圆管，然后进行下一步的加工。

另一种不用挤压法生产而又是近年来被厂家大量采用生产铜管的工艺，是对铸造出的空心铜坯锭直接轧制，目前市场上占优的是一种被称为奥托昆普的铸轧法，采用三辊轧机大加工量的减径、减壁，生产出的管坯在后续加工过程中表现出优良的易加工性。

也有直接采用周期式大轧机直接轧制空心坯锭的生产工方式。

所有上述介绍现行的铜管生产工艺，在生产带封闭腔的铜型材时都沿用一种加工思路，先打出孔，后加工。也就是说现今世界各国生产的铜管都是无缝管。

无缝管的质量当然优于有缝管，但同时带来生产工艺的繁杂，能耗的高企，也对一些形状复杂的铜型材的生产带来困难，比如说铜多孔型材的生产。

发明内容