[发明专利]金属异型U排连续挤压模具

说明书

技术领域

本发明金属热成形领域，尤其涉及一种金属异型U排连续挤压模具，主要用于制作导电用异性U排。

背景技术

金属异型排主要包括铜排和铝排。比如，铜排具有良好的导电性、良好的力学性能、良好的延展性和可靠性，因此铜排作为一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程等。

异型排如U型、异型U型、普通U型通常尺寸均匀，高度，宽度比较大；U型排通常带有沟槽等形状导致尺寸变化大，因此在生产过程中金属变形剧烈，尺寸小的部位容易产生充填困难的现象，导致金属流动不均，产生充不满，扭拧，翘曲等缺陷进而影响型材精度。

目前，U型排的生产主要采用卧式挤压加拉拔的工艺生产。采用卧式挤压工艺工序为熔炼、锯切、加热、卧挤、拉制；而如果采用连续挤压的方式工序为熔炼、上引铜杆、连续挤压。与连续挤压相比，采用卧挤生产工艺有如下缺点：

1.熔炼过程为保证铜锭质量通常要切除尾锭，挤压过程中产生压余，造成材料的浪费而连续挤压不需要，能够大幅度提高材料的利用率。

2.锯切过程耗费工时，影响生产效率，采用连续挤压不需要这道工序，能够提高生产效率。

3.卧挤温度一般在750℃左右，挤压力在700t左右，因此成形条件恶劣对模具材料性能要求高增加了模具制造的成本。

4.卧挤一般至少6名工人才能够进行生产而连续挤压只需要两人便可以进行生产，因此连续挤压能够节省大量的人工成本。

5.卧挤所需温度、压力均高于连续挤压因此在生产过程中容易受温度影响，产生金属流动不均的现象从而导致挤出型材出现头尾尺寸偏差过大，不利于后续加工；连续挤压则在生产过程中稳固的很定，挤压力小因袭能够很好的控制金属的流动进而挤出型材尺寸均匀。鉴于卧挤的以上缺点，需要改变异形铜排卧挤生产工艺，采用连续挤压生产工艺。

U型排的连续挤压目前还存在较大的难题，表现为：一是，截面尺寸变化大连续挤压过程金属流动不均匀容易导致U型的口部充型困难无法充满保证尺寸；二是，容易导致U型底部金属流动快于口部，而导致型材翘曲；三是，要实现出口口部和底部金属流动均匀的模具结构设计难度大。由于U型排的连续挤压面临上述困难，目前U型排还是采用卧式挤压方式生产。鉴于连续挤压技术作为一种短流程加工工艺有明显优于卧式挤压技术的优点，开发新的适合U型排的连续挤压工艺及模具设计方法，解决以上三大问题对降低生产流动、提高生产效率、成材率、生产稳定性和产品质量有巨大经济价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够采用连续挤压生产工艺的模具，克服上述卧挤生产工艺的缺点，从而降低生产成本，提高生产效率，提升产品品质。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种金属异型U排连续挤压模具，它包括模具主体、垫片和腔体，所述垫片位于模具主体的前端，腔体位于垫片的前端；所述模具主体在U型排口部处从前端往后端依次设计促流区和过渡区，所述促流区沿模具主体前端方向向外展开，所述过渡区沿促流区方向向外展开，在模具主体的其余区域从前端往后端依次设计阻流区、定径区和避空区，所述阻流区向模具主体的前端方向向外展开，所述促流区、过渡区、定径区和避空区依次贯通连接；所述阻流区、定径区和避空区依次贯通连接。

所述垫片的出口截面由模具主体的入口截面平移修正得到的，所述垫片出口截面的顶部边、侧边、底部边和内U型底边分别由对应的模具主体入口截面的边向外扩展平移h₁=1-5mm、h₂=1-5mm、h₃=0.2-0.6h₁和h₄=0.3-0.6h₂所得，所述垫片包括与模具主体位置相对应的促流区和阻流区，促流区由顶部边向前端方向向内扩展形成，阻流区由侧边、底部边和内U型底边沿前端方向向外扩展形成。

在所述腔体的出口位置设置有上促流面和下促流面；在所述腔体的入口位置设置有斜角促流区，使腔体呈上宽下窄的结构。

所述模具主体的促流区各个侧壁与模具中轴线所成角度为20-45°，所述模具主体的过渡区各个侧壁与模具主体中轴线所成角度为5-20°，所述模具阻流区各个侧壁与模具轴心线所成角度为5-15°。