[发明专利]铝、镁、铜合金及复合材料的连续铸轧挤压成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及铝、镁合金及复合材料的加工成形装置，具体为一种铝、镁、铜合金及复合材料的连续铸轧挤压成形装置。

背景技术

目前铝、镁合金及复合材料加工成形的工艺方案包括金属熔炼、铸坯、锻造、挤压、轧制、拉拔等工序，上述工序多数是独立进行的，具有生产线长、成材率低、耗能高、环境污染等突出问题，而铝、镁合金及复合材料的加工成形装置是一种集铸、挤、成形为一体的装置，具有产品流程短、成本低且近终形生产等优点，目前受到广泛的重视，中国专利公开了一种专利号为200720185231.X的实用新型专利，该实用新型专利所述的铝、镁合金及复合材料连续凝固与成形一体化装置包括机架、固定在机架上的且带弧面的靴座体以及套在机架上的主动轴，主动轴上固定有带水冷系统的转动辊，转动辊的圆柱面上开有环状的沟槽，靴座体的弧面与转动辊之间设有槽封块，靴座体上安装有模具，转动辊在与模具位置对应的部位的沟槽内安装有挡料块，工作时，液态的坯料进入沟槽后，受到水冷系统的作用，变为半固态坯料，接着在转动辊的作用下不断运动至挡料块处，在挡料块的作用下坯料进入模具型腔，从模具型腔内出来的型材由于受到的挤压力较小，无法改变坯料基体相的组织结构，因而导致型材的性能较低，无法满足型材高精薄壁、特细及超长的要求。

发明内容

本发明为了解决现有铝、镁合金及复合材料加工成形装置由于结构缺陷存在型材性能较低的问题，提供了一种铝、镁、铜合金及复合材料的连续铸轧挤压成形装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：铝、镁、铜合金及复合材料的连续铸轧挤压成形装置，包括机架、挡料块、挤压座、主动轴以及固定在其上且辊面上开有挤压槽的挤压辊、模具以及位于挤压座和挤压辊之间的封槽块，机架上设有从动轴，从动轴上固定有辊面紧贴挤压辊辊面且位于挤压座上方的铸轧辊，铸轧辊下部辊面与挤压座和封槽块上部表面过渡配合，铸轧辊周围设有固定在机架上的结晶器，结晶器上开有结晶孔且结晶孔的下端位于铸轧辊和挤压槽接触部位的上方，结晶器下部表面与铸轧辊和挤压辊的辊面过渡配合，主动轴和从动轴上设有旋转驱动机构。旋转驱动机构是本领域技术人员容易实现的。工作时，液态坯料由高温液泵输送至结晶器的结晶孔中，然后液态坯料在结晶器的作用下变为半固态坯料，然后在旋转驱动机构的作用下主动轴和从动轴反向旋转，从而带动挤压辊和铸轧辊反向旋转，将半固态坯料不断地咬入挤压辊的挤压槽内来实现挤压，在摩擦力和挤压力的共同作用下坯料达到挤压温度，接着在挡料块的作用下坯料进入模具，将坯料挤压成形，由于坯料受到连续大剪切变形，因此改变了其基体相的组织结构，进而大大提高了型材的性能。

旋转驱动机构包括固定在主动轴上的主动齿轮和固定在从动轴上的且与主动齿轮啮合的从动齿轮，主动轴的一端设有电机，当驱动主动轴和从动轴旋转时，启动电机，带动主动轴旋转，主动轴上的主动齿轮带动从动齿轮转动，进而从动齿轮带动从动轴相对主动轴反方向旋转。

挤压槽为轴向分布的两个挤压槽，结晶器上开有两个结晶孔，铸轧辊是由辊面分别压在两个挤压槽上的两部分组成，从动轴是由两根短轴组成，且两根短轴的相邻一端套在一起，其中一根短轴与铸轧辊的一部分固定，另一根短轴与铸轧辊的另一部分固定，从动轴的另一根短轴上设有旋转驱动机构，工作时，由于采用两挤压槽的挤压辊，两挤压槽内的半固态坯料同时进入模具的型腔，便于对直径要求较大的坯料成形；同时通过调节两根短轴的转速进而调节铸轧辊两部分的转速，保证两个挤压槽内的挤压力平衡，从而防止坯料在模具型腔内的跑偏现象，使型材表面光滑且壁厚均匀。

挤压座上开有与模具型腔连通的通孔，在通孔内通入不同的包覆材料，当其与模具型腔内的坯料混合后，即可完成型材的复合和包覆作业，通孔和模具型腔的轴线位于同一直线上，即切线挤压法，而挤压座和模具设置在挤压辊的水平中心线上，即径向挤压法。

封槽块位于挤压座与挤压辊之间的间隙处，且封槽块的弧面与挤压辊的辊面过渡配合，封槽块的弧面上开有与挤压辊的挤压槽位置对应且相对挤压辊轴线偏心的偏心槽，偏心槽接近模具一侧的直径小于偏心槽另一侧的直径，工作时，封槽块的偏心度为3-8mm，此种结构设计更加合理，坯料受到挤压辊和铸轧辊的咬入挤压力后进入挤压槽，随着挤压槽与偏心槽围成空间的截面不断缩小，半固态坯料受到进一步增压，在挤压槽内的摩擦力和挤压力逐步增大，进一步提高了型材的性能。