电解用异型空心导电板的连续化生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及铜电解工艺所用的异型空心导电板领域，具体为一种电解用异型空心导电板的连续化生产工艺，包括上引连铸→连续挤压成型→精拉→定尺、锯切得到成品。通过对现有的连续挤压主机设备进行改造，并提供一种具有流程短、投资少、高效节能的电解用异型空心导电板的连续化生产工艺。采用该工艺生产电解用异型空心导电板具有成品率高、产品组织致密、晶粒细小，金相组织优良、机械性能和导电性能优越的优点，满足了铜电解工艺要求的成型精度；保证了阴极、阳极板良好的悬垂性和可靠的导电接触性。本发明专利技术可以解决现有技术中存在的原材料库存大、生产工艺流程复杂、产品质量很难控制等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术铜电解工艺所用的异型空心导电板领域，具体为一种电解用异型空心导电板的连续化生产工艺。
技术介绍
近年来，国内绝大多数企业应用连续挤压技术较少，主要应用轧制法和传统挤压法两种传统方法。然而，这个两种传统生产方法主要缺点有①需要根据不同的产品需配备不同规格直径的铜杆坯，原材料库存大，占用资金多；②生产工艺流程复杂，必须有退火工序，耗电量大产品质量很难控制，铜资源浪费大，且成品率较低，一般在80%左右，很难以保证电解用异型导电板的质量和性能，无法满足我国工业发展的需求。但是，生产高质量 的产品和降低生产成本是所有生产企业孜孜以求的目标，如何解决采用连续化生产工艺制 造电解用异型空心导电板这个难题，在国内尚属于空白。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有流程短、投资少、高效节能的电解用异型空心导电板的连续化生产工艺，解决现有技术中存在的原材料库存大、生产工艺流程复杂、产品质量很难控制等问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种电解用异型空心导电板的连续化生产工艺，包括上引连铸一连续挤压成型一精拉一定尺、锯切得到成品，，具体步骤如下一、上引连铸在上引连铸机组中，采用工频感应炉熔化成液体，通过覆盖于表面的覆盖剂、精炼剂与空气隔绝(避免铜液氧化)经保温炉将铜液温度控制在1135_1165°C，连铸机铜液在结晶器(温度控制在40_50°C)中快速结晶连续不断地生产出铜杆。将铜杆直接连接到连续挤压设备的主机上，省略了盘卷、开卷过程。将坯料安装在进料辊上，原材料通过驱动辊和压紧辊之间。当驱动辊旋转时，通过气缸压下压紧辊，以提供足够的夹紧力给原材料，将原料送入连续挤压设备的主机。进料辊和压紧辊安装在连续挤压机架上，保证坯料的中性线与连续挤压机的进料中心线保持一致，这样就可省略校直工序。二、连续挤压成型在连续挤压成型过程中，随着挤压轮的转动，坯料在轮槽摩擦力的作用下继续向前运动，直至到达挡料块，产生镦粗变形；随着镦粗段的不断增加，坯料与挤压轮轮槽的摩擦力也增加，于是坯料发生侧向弯曲变形，进入腔体模具入口 ；进入腔体模具后，坯料在腔体模具内横向流动，产生连续扩展变形；这是产品能否成型的关键阶段，坯料按模具结构向不同的部位流动，充满整个腔体模具；坯料经腔体模具和产品模具挤出产品，完成连续挤压过程。I、连续挤压模具优化在连续挤压过程中，铜的热挤压温度较高(60(T80(TC)，一般的工模具材料不允许在550°C以上的高温下长时间连续工作，否则易导致其变形抗力大，影响其(尤其是挤压模)强度和寿命。为此利用实验方法对连续挤压过程进行分析，研究其模具结构的设计，充分发挥连续挤压设备的潜力，使其生产出更多品种的产品，带来显著的经济效益。从以下几个方面对模具进行优化I)工模具应力分布不均工模具在连续挤压过程中，应力分布不均。应力主要集中在堵头、靴座扩展入口以及上模入口附近。整个机构中堵头前段靠近挤压轮轮槽底部的区域所受应力最大，堵头会因屈服而损坏；上模入口处所受应力较大，也会因屈服而损坏。解决本问题的方法如下a)由于上模和堵头处所受应力较高，用高温高强度钨钢合金Y3制作腔体模具的 靴座和上模，可以解决在高温、高压下受力屈服的问题。b)为了解决上模受力屈服的问题，挤压过程中可以采用对腔体模具的下模加热的方式来提高金属在焊合室中的温度变形，使金属的变形抗力降低，从而降低上模的应力。在生产中将挤压过程中的下模温度保持在580-600 V进行生产。2)模具结构对变形的影响腔体模具结构决定了金属流动状况，是异型空心导电板连续挤压成型的关键。为了改善金属流动的不均匀性，在腔体模具里增加阻流环，其位置在分流孔处添加阻流环，以减少中间部位金属流动速度。通过反复比较不同阻流环形状的实验结果，可以得到最优化的腔体模具结构。采用优化后的腔体模具结构试验时，挤出的产品成型良好，没有任何缺陷，尺寸精度达到要求。3)在连续挤压变形过程中，几个加工工艺参数的确定挤压铜型材时，挤压机采用单槽挤压轮。挤压轮装在驱动主轴上，该主轴由两对大的滚柱轴承支撑，这样轴承可以在连续生产过程中承受高负载。该轴承为了防止赃物的污染而被密封，另外还采用独立的润滑系统润滑，该系统的润滑过程采用强制，过滤和冷却等技术措施，以保证轴承的工作温度及润滑条件的稳定不变。其中，轴承润滑采用中级齿轮油；润滑油的工作压力不能小于O. 07MPa ;润滑油工作温度不大于60°C。在保证此方面后，确定参数如下A)挤压速度和温度在连续挤压加工母材的生产过程中，挤压速度和温度是影响金属加工质量和使用寿命的重要因素。一般而言，挤压速度越大，被周围介质吸收的热量就越少，则金属塑性变形的温度就越高，反之亦然。在挤压过程中，挤压速度与温度密切相关。提高挤压速度，则挤压温度也随着升高，反之亦然。为了保持挤出产品的形状整体性，塑性变形区的温度必须与金属塑性最好时的温度相适应。变形温度对金属的塑性有着重大影响，就大多数金属而言，总的趋势是随着温度的升高，塑性增加。挤压速度在这里通过压下量来控制，在连续挤压过程中，压实轮的压下过程既不是简单的轧制过程也不是辊锻过程，是介于两者之间的一种变形过程，是压实轮旋转将坯料压入挤压轮轮槽内，从而使坯料充分与挤压轮轮槽接触来产生足够的摩擦力，然后挤压轮旋转把坯料拽入腔体模具经模具挤出产品的变形过程。压下过程的金属流动虽然不是很复杂，但是压实轮压下量的多少对连续挤压过程的影响却很大。对电解用异型空心导电板的连续扩展成型过程进行试验，确定了压下量为圆铜杆坯料直径的23-28%为压实轮对铜杆压下量的最佳值。挤压温度在连续挤压过程中，坯料在挤压轮沟槽内温度变化如下坯料在轮槽内温度上升很少，从压实轮入口到坯料镦粗段之前坯料温度仅仅上升到100-110°c ;从坯料镦粗段到腔体模具进料口，坯料的温度上升到180-200°c，坯料的温度上升主要是由于腔体模具内塑性变形引起的。一般情况下，挤压轮的轮温控制在25-30°C ;模具初始温度为190-2100C ;铜挤压产品在模具出口处的温度为470-535°C之间(优化温度490_530°C)。温度控制在600°C以下，有效低降低了模具的损耗。 B)冷却条件金属在冷却过程中，由于各部分收缩的非均匀性，容易造成材料表面受拉、内层受压，从而产生热应力，影响其表面质量。此外，金属在冷却过程中可能发生相变，相变过程导致的体积变化可能使材料晶粒内部产生组织应力，当叠加的应力超过金属强度时，就会破坏产品的完整性，在材料的内部或表面产生微观和宏观裂纹，导致产品形状变形。为了避免金属在冷却过程中产生尺寸变形，必须选择适当的冷却条件，并按一定的冷却规范进行冷却。所以本专利技术的冷却条件控制在冷却液温度45-50°C，水压3-4MPa，产品的前进速度8-10m/min 之间。C)电机驱动电流控制从实验中观察到的现象得出，提高电机转速不能软化产品，对于大断面产品，提高转速，产品在模具出口处的温度几何不发生任何变化，但是提高主电机电枢电流对提升温度有明显的影响，所以本专利技术主机电枢电流控制在230-260A之间。例如对于连续挤压机TLJ300，主电机电枢电流上升10A，产品温度上升45 53°C，腔体鼻子的温度可上升15 21°C ;对于连续挤压机TLJ400本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解用异型空心导电板的连续化生产工艺，其特征在于，包括上引连铸→连续挤压成型→精拉→定尺、锯切得到成品，具体步骤如下：（1）在上引连铸机组中，采用工频感应炉熔化成液体，通过覆盖于表面的覆盖剂、精炼剂与空气隔绝，经保温炉将铜液温度控制在1135？1165℃，连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆，结晶器温度控制在40？50℃，将铜杆直接连接到连续挤压设备的主机上；（2）将坯料安装在进料辊上，原材料通过驱动辊和压紧辊之间；当驱动辊旋转时，通过气缸压下压紧辊，以提供足够的夹紧力给原材料，将原材料送入连续挤压设备的主机；进料辊和压紧辊安装在连续挤压机架上，保证坯料的中性线与连续挤压机的进料中心线保持一致；（3）在连续挤压成型过程中，随着挤压轮的转动，坯料在挤压轮轮槽摩擦力的作用下继续向前运动，直至到达挡料块，产生镦粗变形；随着镦粗段的不断增加，坯料与挤压轮轮槽的摩擦力也增加，于是坯料发生侧向弯曲变形，进入腔体模具入口；进入腔体模具后，坯料在腔体模具内横向流动，产生连续扩展变形；坯料按模具结构向不同的部位流动，充满整个腔体模具；坯料经腔体模具和产品模具挤出产品，完成连续挤压过程；（4）精拉采用在线直接精拉拉拔机，只进行一回制头工序；（5）定尺、锯切得到成品按照图纸对产品长度进行锯切，得到成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文君，刘刚，王瑛，王海霞，
申请(专利权)人：九星控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：