擠壓機的水封頭的製作方法
2023-08-03 17:21:06
專利名稱：擠壓機的水封頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及銅管(銅坯穿孔)擠壓加工中的一種水封擠壓保護裝置，具體為一種擠壓機的水封頭。
在銅管材加工工藝中，最常規的也即已廣泛被市場接受的是用擠壓機將銅坯錠擠成空心坯管，然後通過軋制或拉伸減徑減壁直到成品管。因將實心銅坯錠擠壓成空坯管必須在加熱狀態下，所以老式的擠壓加工工藝得到的擠壓坯管表面覆蓋著一層黑色的氧化膜，只有通過酸洗工藝將此氧化膜洗去，露出紫銅的暗紅色表面才能繼續加工至成品管。酸洗工藝不僅存在環保問題，而且給坯管帶來很多不穩定的質量問題，現在世界各國基本都採用先進的水封擠壓工藝取代老式的擠壓工藝。
現行水封擠壓工藝所用的機械設備，不論其設備如何設計，基本方式只有一個，如圖3所示即為現有的一種水封擠壓設備。其結構及工作過程概述如下將加熱至800℃以上的實心圓形擠壓坯錠25通過機械裝置置入擠壓筒23內，擠壓筒鎖緊在擠壓機前橫梁29上，擠壓模26由擠壓模墊27支撐在前橫梁29上。擠壓模和擠壓模墊裝在移動模架28上，擠壓軸21將實心錠25推到擠壓模前，擠壓軸繼續前進時實心錠將變形，充填滿整個擠壓筒23，此時穿孔針22前進，在已充填好的實心錠25中間穿出一個孔。水封擠壓時穿孔針22穿孔位置受到嚴格控制以確保通過擠壓模26的管端實心銅錠25頂部不掉落，這樣繼續擠壓時管材內部就成真空狀態，保證了內表面質量。當穿孔針穿出內孔後，擠壓軸再一次前進，進行管材擠壓，擠壓軸通過擠壓墊24將足夠大的變形力施加到銅坯錠上，銅坯被強迫從擠壓模26和穿孔針22形成的環狀空間中擠出，形成所希望得到的毛管。如圖所示，水封頭100將擠壓機前橫梁29和水槽30緊連在一起。水槽中的水位比水封頭100高，冷卻水通過水封頭倒流至前橫梁29，並進入移動模架28的支承墊孔內，通過由擠壓模26成形前進的毛管直接進入水中。由於高溫表面被水保護住、與空氣隔絕，成品擠壓坯管在水槽30中緩冷後離開。這樣擠壓形成的坯管表面是銅的本色，沒有黑色氧化膜，不用進入酸洗工藝。在非擠壓周期，水封頭通過進水管8′往坯管前進方向噴水，選擇合適的噴水角度，當水封頭噴出的高壓水所具有的動能和水槽30高位水向擠壓機倒灌的勢能相當時，就可將水槽水擋住而不會往前梁倒水，原殘存在擠壓模26後端的冷卻水順卸流孔13卸去，擠壓筒23和擠壓模26可在無水的狀態下正常操作運行，這就是水封擠壓的全過程。
和老式的擠壓工藝相比，水封擠壓的坯管由於在水槽中冷卻速度比空氣中快得多，不僅沒有氧化膜，而且坯管晶粒細小，加工性能優良。但是在現有的水封擠壓工藝中有一很明顯的卻不曾被人注意的缺陷。從上述工藝可以看出，在擠壓時，擠壓模26後面空腔內充滿冷卻水，當擠壓坯管從擠壓模中通過進入後腔時，冷卻水在冷卻高溫坯管時自身也迅速被加熱汽化，隨著坯管往前進，水封頭內的水越來越熱，水封的冷卻效果就越來越差，雖然水封的功能(擋住水槽水不往擠壓機橫梁倒流)能很正常地完成，而對坯管冷卻淬火的功能卻不夠完善。
本實用新型的目的在於提供一種能提高坯管的冷卻淬火功能的擠壓機的水封頭。
為實現上述目的，本實用新型提供一種擠壓機的水封頭，包括一水封內膽、一具有進水管的水封外套和一後環，所述水封內膽和水封外套的後端與所述後環相整體連接，其前端間隔相套，安裝於一安裝環上，且下方設有一卸流孔，其特點是所述水封內膽和外套之間設有第一、第二兩個間隔環壁，所述的進水管為三個，分別為第一、二、三進水管，它們分別設於相鄰間隔環壁的外套上，其第二、第三進水管相對的內膽壁上分別設有第二、第三噴孔，所述的第一進水管通過內膽與外套的間隙與第一噴孔相連通。
上述的擠壓機的水封頭，其中，所述位於安裝環前端的水封頭的內膽和外套具有一整體延伸端。
本實用新型由於增添了二個在擠壓周期時強化冷卻的進水管一次強冷管7和二次強冷管9，且將水封頭伸進擠壓機前橫梁孔內，以使噴出的冷卻水直接進入模子出口處。這樣，當正常的擠壓程序進行時，坯管從擠壓模中擠出，坯管表面不再是越來越熱，甚至有一層汽化膜，而是不斷被噴出的冷卻水強冷，淬火。這時水封冷卻的概念有所變化，坯管不是被動地被冷卻，而是被兩股高壓水不斷地強化衝擊。如此，水的低溫度、水的表面衝擊以及一直通到接近模出口處的冷卻水同時造成了熱交換的強化效果，因而給坯管帶來更優的結晶過程，由於再結晶過程被充分抑制，使坯管晶粒度細化。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖2中水封頭部分的局部放大圖；圖3為已有技術的水封擠壓保護裝置。
如
圖1、2所示，擠壓機通過水封頭100與水槽30連通。在該水封頭100上方設有進水管，下方開設一卸流孔13。擠壓機的水封頭100包括一水封內膽1、一具有進水管的水封外套2和一後環3，水封內膽1和水封外套2的後端與後環3相整體連接，水封內膽1和外套2的前端間隔相套，安裝在一安裝環4上，並且，位於安裝環前端的水封頭的內膽和外套具有一整體延伸端14。在內膽1和外套2之間設有第一、第二兩個間隔環壁5、6，進水管為三個，即第一進水管7、第二進水管8和第三進水管9，它們分別設於相鄰間隔環壁5、6的外套上。第一進水管7通過內膽1與外套2的間隙與第一噴孔12相連通；其第二、第三進水管8、9相對的內膽1壁上設有第二、第三噴孔10、11。
圖1與已有技術圖3相比，本實用新型在水封頭100上裝設有三根進水管7、8、9，即新增了兩個在擠壓周期時強化冷卻的進水管一次強冷管7和二次強冷管9；且水封頭具有一整體延伸端14，它伸進擠壓機前橫梁29孔內，以使噴出的冷卻水可直接進入模子出口處。第一、第二兩個間隔環壁5、6將由水封內膽1和外套2組成的環狀流水空間分成三個區。
圖1、2中進水管8與已有技術圖3中的水封進水管8′具同樣的功能，當非擠壓周期時，該噴水管8進高壓水，由高壓水的動能擋住水槽裡冷卻水的倒流，此時進水管右端的水順卸流孔13卸去，擠壓機前橫梁29出口腔中無水，移動模架28也無水，機器正常運轉。當坯錠25進入擠壓筒23並被鎖定在擠壓模26前，擠壓軸21加壓將坯錠鐓粗，充填滿擠壓筒，水封進水管8停止噴水，水箱內的水將倒流回擠壓模26後端，此時，即形成現有的水封擠壓工藝狀態。
在使用本實用新型的過程中，當水封管8斷水，停止噴水後，一次強冷水管7和二次強冷水管9開始進水，強冷水由二強冷管7、9送進水封頭，一次強冷管7送進的冷卻水順不鏽鋼內外空間的通道一直送到擠壓機前橫梁29孔腔內，已擠壓成型的坯管20脫離外模前進，直接受到一次強冷水的衝擊，降溫；坯管前進到二次強冷管噴水區間，又一次受到強冷水的衝擊，此時該管表面溫度己經冷至200℃以下。兩次冷水噴水(兩個噴孔12、11)之間的間隔距離L以為800～1200mm為宜。
一次強冷水管7的冷水噴射角度α約垂直於坯管前進方向(α約為80-90度)，此時噴出的水充滿在整個擠壓模26後腔內，冷卻水噴射點儘可能接近擠壓機前橫梁受力平面(即緊貼支承膜墊處)。二次強冷水噴水角度β在75～85度之間。冷卻水溫以室外自然溫度為宜，也即整個水封系統另有冷卻塔裝置來控制冷卻水溫度。
這樣，當正常的擠壓程序進行時，坯管20從擠壓模26中擠出，坯管表面不再是越來越熱，甚至有一層汽化膜，而是不斷被噴出的冷卻水強冷，淬火。這時坯管不是被動地被一次冷卻，而是被兩股由一、二次強冷水管7、9噴出的高壓水不斷地強化衝擊。由於水的低溫度、水的表面衝擊以及一直通到接近模出口處的冷卻水同時造成了熱交換的強化效果，因而給坯管帶來更優的結晶過程，由於再結晶過程被充分抑制，使坯管晶粒度達到細化。
據實際測試，本實用新型可使擠壓坯管整體提高0.01mm的晶粒度，即原先坯管晶粒度在0.045～0.060，現在坯管晶粒度在0.035～0.045之間。從坯管的外觀看，坯管在脫離水槽時看上去是彎曲的，而用老工藝的坯管相對要直一些，這是因淬火強度不同造成坯管軟硬不一所致。
本實用新型水封頭是由不鏽鋼板焊接而成。
權利要求1．一種擠壓機的水封頭(100)，包括一水封內膽(1)、一具有進水管的水封外套(2)和一後環(3)，所述水封內膽和水封外套的後端與所述後環相整體連接，其前端間隔相套，安裝於一安裝環(4)上，且下方設有一卸流孔(13)，其特徵在於所述水封內膽(1)和外套(2)之間設有第一、第二兩個間隔環壁(5、6)，所述的進水管為三個，分別為第一、二、三進水管(7、8、9)，它們分別設於相鄰間隔環壁的外套上，其第二、第三進水管(8、9)相對的內膽壁上分別設有第二、第三噴孔(10、11)，所述的第一進水管(7)通過內膽(1)與外套(2)的間隙與第一噴孔(12)相連通。
2．根據權利要求1所述的擠壓機的水封頭，其特徵在於所述位於安裝環前端的水封頭的內膽和外套具有一整體延伸端(14)。
3．根據權利要求1所述的擠壓機的水封頭，其特徵在於所述第一、第三噴孔(12、11)之間的距離L為800～1200mm。
4．根據權利要求1所述的擠壓機的水封頭，其特徵在於所述第一噴孔(12)的噴水角度與坯管前進方向成80-90度夾角α，第三噴孔(11)的噴水角度β為70～85度。
專利摘要擠壓機的水封頭,包括:一水封內膽、一具有進水管的水封外套和一後環,內膽和外套的後端與後環相整體連接,前端間隔相套,安裝於一安裝環上,其特點是:內膽和外套之間設有第一、第二兩個間隔環壁,進水管為三個,分別為第一、二、三進水管,它們分別設於相鄰間隔環壁的外套上,第一進水管通過內膽與外套的間隙與第一噴孔相連通,且內膽和外套具有一整體延伸端,第二、第三進水管相對的內膽壁上分別設有第二、第三噴孔。
文檔編號B21C23/08GK2431058SQ0021794
公開日2001年5月23日 申請日期2000年6月8日 優先權日2000年6月8日
發明者王曉邦 申請人:王曉邦