[发明专利]一种连续挤压设备模具的冷却设备及冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属塑性成型领域，特别是有色金属连续挤压成型设备。

背景技术

连续挤压方法是将冷态的杆坯料（如上引法无氧铜杆）直接送入连续挤压机，原材料杆坯在固定槽中受到径向挤压和摩擦，在巨大的挤压和摩擦力下原材料产生一定的温升并达到再结晶状态，经由腔体从特质的模具中挤出并一次成型。正因为在挤压过程中产生了很高的温升，尤其是挤压高强度金属或者金属合金时，由于被挤压金属变形抗力高、发热量大，使得挤压轮、挡料块和模具需要承受更高的温度。因此必须对针对挤压机的核心部件进行水冷。在传统连续挤压机中，挤压轮水冷可以采取在挤压轮内部进行水冷的方式，或者是在挤压轮旁边的侧辊外表面的非沟槽区域进行水冷，也有将内冷和外冷相互结合的水冷方式。对挡料块冷却，专利CN101623712通过液体介质，直接对挤压轮和挡料块进行冷却。专利CN 101934299采用雾化冷却方式，也实现了对挤压轮和挡料块进行冷却。 但无论是内冷还是外冷方式，冷却介质距离挤压模具较远，会造成模具温度难以降低到常用模具材料如H13钢可以承受的温度范围内，进而导致挤压模具的破坏，使得挤压过程难以持续，尤其是腔体堵头区域是挤压过程温度与压强最高的部位，而这个区域一直是工装冷却的死角，难以得到有效冷却。对腔体模具，距离冷却介质太远，基本得不到有效的冷却。

发明内容

针对传统连续挤压机冷却技术的不足，提供一种连续挤压设备中模具的冷却方法和冷却设备，使得连续挤压设备在加工铜合金或者大界面铜产品时，能够及时带走因变形产生的热量，降低变形工具的温度，特别是对腔体堵头区域以及腔体模具起到有效冷却，从而延长挤压模具的使用寿命，提高生产效率和控制生产成本。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：在连续挤压设备上连接两路冷却系统，一路针对连续挤压模具腔体堵头背部的冷却系统，一路针对挤压模腔体出口处的冷却系统。

所述的连续挤压模具腔体堵头冷却系统，是通过对连续挤压模具腔体堵头背部区域进行无油无水的压缩空气喷射，有效降低模具腔体堵头背部区域及挤压轮沟槽的温度。

所述的连续挤压模具腔体堵头的冷却系统，所用压缩空气压力范围在0.4－0.6MPa。

所述的连续挤压模具腔体堵头的冷却系统，所用压缩空气气管上接有球阀。

所述的连续挤压模具腔体堵头的冷却系统，其使用方法为在刚开机时关闭压缩空气球阀，当挤出料长度到8－10m时，缓慢打开球阀至半开状态，维持30min；然后调整球阀开口量直至最大。

所述的连续挤压模腔体出口冷却系统，是通过设计，将冷却介质直接引入模具出料口，在产品四周均匀喷射。

所述的连续挤压模腔体出口的冷却系统，冷却介质为水或者乙醇水溶液。

所述的连续挤压模腔体出口的冷却系统，冷却介质进口温度范围为20到50℃。

所述的连续挤压模腔体出口的冷却系统，进入靴座冷却水管上接有球阀。

所述的连续挤压模腔体出口的冷却系统，其使用方法为：在刚开机时关闭球阀； 当挤出料长度达到8至10m时，缓慢打开球阀至1/2开启状态，维持30min；然后逐步调整球阀开口量直至最大。

本技术方案的有益效果可以通过上述的描述得到：通过及时均匀冷却，产品表面质量与扭曲变形得到改善；喷淋口靠近连续挤压模具腔体，使模具得到良好冷却，保证了模具挤压时的强度和硬度，提高了模具寿命。冷却水循环带走靴座内热量，减少靴座和工装的热变形，保证了设备稳定运行。通过腔体堵头背部压缩空气冷却，有效降低该区域的温度，提高了堵头的工作强度与使用寿命；同时使挤压轮槽也得到及时冷却，避免高温使轮槽部分金属过早老化失效。挤压溢料也间接得到及时冷却，减少溢料氧化程度，回炉后减少杆料氧含量。

附图说明

图1是本发明连续挤压机冷却系统结构示意图

其中1为挤压轮，2为压实轮，3为靴座，4为挤出料，5为挤压模腔体出口冷却系统，6为挤压模腔体模具，7为挤压模堵头，8为堵头处冷却系统。 

具体实施方式：

下面结合附图对本专利的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明的技术方案为连续挤压设备的两路冷却系统，一路针对连续挤压模具堵头7背部的冷却系统5，一路针对挤压模6腔体出口处的冷却系统8。通过连续挤压模具腔体堵头7背部的冷却系统5，有效降低该区域的温度，包括堵头7的温度和挤压轮1的温度。通过连续挤压模6腔体出口处的冷却系统8，将冷却介质直接引入模具出料口，在产品四周均匀喷射，可以降低挤压模6的温度，同时使挤出料4的温度降低至常温，避免氧化。 

在国内使用的630设备上进行实验，结果表明，冷却系统可使连续挤压机工装模具寿命与产品质量得到大幅提高。