[发明专利]一种金属材料连续化成型在线防氧化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明专利属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种金属材料连续化成型在线防氧化方法及其装置。

背景技术

有色金属材料如铜排、铜带、铜母线芯，电磁线圆线、扁线等，都是采用连续化生产方式生产的。该生产工艺的成型设备包括两种：一种是挤压成型设备；另一种是硬拉(拉丝)成型设备。

挤压工艺虽然生产设备先进，自动化控制程度高，生产效率高、产品品质稳定，生产的产品在其某个标准段内的物理性能(机械强度)可不需再进行加热退火工艺处理。但是由于其挤压设备本身的性能设计缺陷，在使其坯料在挤压摩擦过程中的温度升致500度左右(设备功能最高温度)，而使其坯料成为软状体时(但又不可能达到其材料的熔点)，此时、坯料在挤压剥削形变重复复合成型的过程中与空气接触，导致其产品材料中的氧分子增多(材料含氧量增加)，从而致使其材料产品在进行加热退火时体内氧分子遇热后发生膨胀，而出现加热退火时表层起泡(表层产生气泡)的现象，导致产品不符合要求而被剪切掉。产品的柔软度(物理性能)被限制在一个小范围标准段以内，不能满足不同的使用要求。所加工产品的主要缺点是机械性能单一，工艺材料损耗大、废料多，产品加热退火表层起泡。

硬拉(拉丝)工艺的特点是损耗小，采用真空无氧退火不易起泡，但生产工序、流程时间长，特别是其真空加热退火工序必须单独进行。在真空加热退火工序中，须将拉制好的型材成卷置入密封罐中抽成真空，再放入立式或卧式电炉中加热，之后将密封罐放入水池中冷却退火。由于退火是在真空中进行，因此可防止型材氧化。硬拉(拉丝)工艺产品的缺点是质量控制难度大，品质稳定性差，生产工艺相对落后，生产效率低，人力资源能耗高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属材料连续化成型在线防氧化方法及其装置，以解决现有生产工艺中金属材料氧化的问题，提高产品质量，节省材料，降低成本。

实现本发明的目采用的技术方案是：

本发明的金属材料连续化成型在线防氧化方法，是用挤压成型设备将待加工金属材料连续加工成型材，使型材从挤压成型设备成型出口端出来后直接进入一个内部充满惰性气体无氧的管状腔体中进行冷却退火。

所述腔体中的惰性气体是由外部气源连续供给，并保持正压。

上述方法适用于挤压成型设备，由于所述腔体内充满惰性气体，可以使从挤压成型设备成型出口端出来的型材与空气隔离，在惰性气体保护下的无氧环境中进行冷却退火，避免了型材的氧化和气泡现象的产生。

本发明的金属材料连续化成型在线防氧化方法的另一种技术方案是，用硬拉(拉丝)成型设备将待加工金属材料连续加工成型材，再使型材进入一个内部充满惰性气体并设有电磁感应加热装置的管状腔体中进行感应加热和冷却退火。

所述腔体中的惰性气体是由外部气源连续供给，并保持正压。

上述方法适用于硬拉(拉丝)成型设备，由于所述腔体内充满惰性气体并设有电磁感应加热装置，可以使型材在与空气隔离的状态下进行加热，并在惰性气体保护下的无氧环境中进行冷却退火，避免了型材的氧化和气泡现象的产生。

本发明方法采用的装置，分为挤压成型设备和硬拉(拉丝)成型设备两种类型。

一、对于挤压成型设备：

本发明装置包括挤压成型设备的成型出口端和管状腔体，所述腔体的前端连接在该成型出口端，腔体的后端封闭但设有允许型材通过的出料孔，腔体上设有带阀门的进气管。

加工型材时，先打开阀门向腔体内通入惰性气体，将腔体内的空气排出，从挤压成型设备成型出口端出来的型材直接进入和通过腔体，在无氧环境下进行退火冷却。

本装置的另一种结构是，包括挤压成型设备的成型出口端和管状腔体，所述腔体的前端连接在该成型出口端，还包括一冷却水槽，所述腔体的后端部分置于一冷却水槽内，腔体的后端为敞口，腔体上设有带阀门的进气管。可以使型材从惰性气体的环境中直接进入水中，得到更好的冷却。

所述腔体内设有电磁感应加热装置，在型材经过腔体时可根据需要进行二次加热，再退火冷却。

所述腔体采用弯头或直管，腔体内或冷却水槽内设有型材的导向轮，有利于型材的输送。

所述腔体后端的出料孔处设有上下软性材料的夹板，该夹板用以保护型材避免被出料口刮伤和增加对出料口的密封。

二、对于硬拉(拉丝)成型设备：

本发明装置包括设在硬拉(拉丝)成型设备后面的管状腔体，该腔体的前端和后端均封闭但分别设有允许型材通过的进料孔和出料孔，腔体上设有带阀门的进气管，腔体内设有电磁感应加热装置。