[发明专利]一种D型铜管的制造方法及其成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及D型铜管的制造方法及其成型装置，更具体说是一种用作中频或高频电炉感应导线的D型铜管的制造方法及其成型装置。 

背景技术

中高频感应炉是利用电磁感应原理加热和溶化金属，这是一种较理想的加热工艺，已经广泛应用于金属熔炼、焊接、表面淬火等加工和热处理过程。 

中高频电炉工作时，其感应圈有较大的电流通过，其电流甚至上万安培的，因此很容易使导线发热，影响感应圈导线的导电性能和其它机械性能，为此，现有的中高频电炉感应圈导线在导线的轴向设有通水孔，电炉工作时通过通水孔的流水对感应圈导线进行冷却。 

目前，国内中高频电炉感应圈导线基本采用等边方管，在国外(如韩国)的一些中高频电炉感应圈导线已经采用D型偏心管，由于感应圈的设计制作时，导线需盘成线圈状，由于方管在制作感应器时，感应器电流为内侧导电，大半径一侧面不需要较大的壁厚，而D型管则不存在这种情况。根据调查得知，在中高频电炉，感应圈导线采用而D型管比采用方管可节约铜材15-30％。 

经调查分析，国内中高频电炉感应圈导线没有推广采用D型管的主要原因是D型管的生产技术。或生产成本太高，或在中高频环境下铜管性能达不到使用要求。本申请人在国内还未检索到中高频电炉感应圈D型管导 线的生产方法。 

另外，国家知识产权局2008年8月13日公开的“D型铜管的制作加工方法”(CN101239361)专利文献，介绍了的D型铜管的制作方法为：熔铸、加热、挤压、精整、酸洗、检查、制头、拉伸、矫直、切头、清洗、精整、检查、入库；其中的挤压工艺和拉伸工艺为：采用过渡性相似D型管挤压和过渡性相似D型管拉伸及成品拉伸，替代现有的圆形铜管材加工中的挤压和拉伸工艺方法，该发明解决了我国目前D型铜管属于不完全对称型异型管材的技术问题。首先，上述D型管主要用于大型输变电设备的高压开关柜中导电用的母线材料；其次，在生产上具有加热、酸洗等工艺，不但能耗大、产生环境污染，而且其工序也比较复杂，生产成本大；再次，由于采用加热挤压，因此，用作中高频电炉感应圈D型管导线，其机械性能也有待于提高。 

发明内容

针对上述问题，本发明拟解决的问题是提供一种能耗小，工艺简单、环保，生产成本低的D型铜管的制造方法及其成型装置，适合用作中高频电炉感应圈D型管导线。 

为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案： 

D型铜管的制造方法，设定D型铜管横截面中，弧形段的厚度为d，直筋的厚度为D、D型铜管横截面积为S，d∶D＝1∶1.1-2，它包括以下步骤： 

I：圆管的制作 

制作壁厚为d的圆铜管，所述圆铜管横截面面积为S1，S1要求满足：S＜S1≤1.2S； 

II：一次变形 

在圆铜管中穿入芯棒，对圆铜管进行径向挤压，制得椭圆管； 

所述芯棒的横截面与所需制得D型铜管内孔的形状相匹配，即其具有一个平面端和一个圆弧面；所述对圆铜管进行径向挤压的方向是芯棒D型平面端的二侧；所述椭圆管的厚度仍为d、横截面面积仍为S1。 

III：二次变形 

保持芯棒在椭圆管内，芯棒圆弧面对应的椭圆管部分置于外模内，再采用滚轮模具对椭圆管进行压滚，制得D型铜管； 

所述外模的横截面与所需制得的D型铜管的弧形段外侧匹配；所述滚轮模具的周面具有弧高逐渐变浅的圆弧槽，所述圆弧槽的形状与椭圆管的外周相匹配；所述对椭圆管进行压滚的方向为芯棒的平面端对应方向；所述压滚的进料速度与出料速度为S1∶S。 

所述S1最好满足：1.05S＜S1≤1.15S。所述二次变形中的每次进料长度为9-40毫米，即进料9-40毫米后，滚轮模具对椭圆管进行往复压滚。所述每次进料，滚轮模具对椭圆管往复压滚次数是一次或二次以上。 

上述方法所采用的D型铜管的成型装置，它包括机架，驱动组件、推进组件、芯棒和滚轮模具，所述驱动组件、推进组件、芯棒固定在机架上，滚轮模具可离合固定在机架上，芯棒与机架的固定处为芯棒固定端，所述驱动组件包括驱动机、与驱动机传动连接的传动装置，它还包括外模和变形轮，所述外模的横截面与所需制得的D型铜管的弧形段外侧匹配；所述变形轮在外模与芯棒固定端之间，可转动固定在机架上，所述芯棒的横截面与所需制得的D型铜管内孔的形状相匹配，即其具有一个平面端和一个圆弧面；所述滚轮模具的周面具有弧高逐渐变浅的圆弧槽，所述圆弧槽 的形状椭圆管外周向匹配。