异形铜型材连续挤压技术

成果编号：25182

价格：1000

完成单位：宿迁学院

单位类别：其他高校

完成时间：2019年

成熟程度：小批量生产阶段

服务产业领域：装备制造、新材料

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发布人：chenyegao 离线

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目前，铜中空型材的核心制造工艺为挤压法。挤压法生产中空异型材有两个方案：一是采用空心锭坯由穿孔针挤压，另一是采用实心锭坯通过组合模，实现分流和焊合。穿孔挤压只能实现较大尺寸（等效直径φ50mm以上）孔径、简单（如单孔、圆孔、方孔）形状的铜型材挤压，对厚壁小孔型材（如加速器用外方30*30内圆φ5mm，超长18m以上）无能为力。实心锭组合模分流焊合挤压，理论上可实现任意复杂型材挤压，如铝合金型材。但对于铜型材，挤压温度高达800℃左右，变形抗力高，热模具钢耐热在650℃，只能采用一模一锭，短时成形的方法来实现挤压。分流模的分流桥承担巨大挤压力，使得分流桥压塌压断。连续挤压技术在生产过程中不需要分流而只有焊合过程，因此模具结构较简单；其次，在连续挤压过程中，晶粒破碎较好，组织均匀，晶粒细小。这些特点决定了连续挤压可用于提高产品精度，提升中空异型截面铜型材的力学性能和导电导热性能。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新工艺、新产品、新装备、新品种

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股、人才培养、共建载体、其他

参与活动： 2020年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 1 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

综合介绍

创新要点

在中空异型截面铜型材生产方面，项目采用的径向式连续挤压技术，与国内外同类技术相比，主要具有以下创新优势： (1) 多坯料，即多根杆料进入连续挤压轮，并通过摩擦力带入模腔，避免了实心锭的分流问题，可以说彻底客服了铜型材挤压的分流桥强度问题。 (2) 由于不存在分流桥强度问题，可实现任意复杂截面型材及中空型材的挤压，仅受限于材料的挤压极限，如Cu0.5mm，最小可挤壁厚。 (3) 由于连续挤压模腔结构的特点，挤压空心型材的模芯（卧式挤压安装在分流桥上）可独立安装即保护性安装。因此，可挤空心孔径（小到直径可达0.8mm），可实现多孔微通道连续挤压。 (4) 连续挤压，可实现超长型材挤压，可成卷供应，一般称之为无限长。 (5) 连续挤压利用摩擦力实现材料的升温和提供挤压力。不需要对杆料加热节约能耗，是常规挤压能耗的60~70[%].

技术指标

项目对中空异型铜管制造进行了成套设备的制造与研发，获得关键技术如下: (1) 多根独立杆料进入连续挤压轮，轮槽间距与模腔进料孔间距一致。模腔进料孔直接进料到成形腔，因而无传统意义的分流桥，避免了传统挤压的分流桥坍塌的问题。 (2) 采用切向式连续挤压模式。阳模芯安装在阳模上可根据产品结构不同配置，提高工艺灵活性。 (3) 采用大焊合室，以实现获得良好焊合界面的中空异型铜型材。 (4) 杆料采用在扒皮技术和装置，以获得原料清洁表面，使之在模腔中在适当的压力和温度下，实现压力焊合。 (5) 采用阻流技术获得了压力焊合所需的压力。 (6) 获得一整套智能化、自动化程度较高的中空铜型材制造装备，在一个加工周期内（卷料用完或产品卷满）可以少或无人操作。 (7) 样机挤压轮直径为φ350mm，按300天1班计算，可实现年产15000吨成品。利用上述的径向式连续挤压技术，可实现稳定连续的生产，生产的中空异型截面铜型材电阻率≤0.017772Ωmm2/m，抗拉强度≥300 MPa，直线度≤2 mm/m，尺寸偏差±0.5 mm，表面光洁度3.2，弯曲90°表面无裂纹。成材率80～90[%]。金属变形量大，变形均匀性好，晶粒度约50μm。

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