[发明专利]螺旋推进式连接挤压成型装置

说明书

本发明属于金属粉末制造制品的专用设备。主要适用于细、长的管材、棒材及丝材等粉末冶金制品的形成。

在现有的技术中，对于长径比特大的管材、棒（或条）材和丝材的粉末冶金产品，大部分采用冷等静压和挤压模具在压力机上挤压成形。其操作繁琐，笨重，而且不能连续工作，产品规格也受到限制。也有采用活塞式挤压装置生产硬质合金棒材等，只是这种装置只能用于生产某一两种专用产品，使用范围受到很大的限制。

近十多年来，国际上研制了螺旋推进式连续挤压装置及成形方法。该装置主要由挤压筒、螺旋杆和挤压咀组成，螺旋杆装在挤压筒内，随着螺旋杆的转动，物料由于受挤压筒内壁约束，只能纵向移动，并形成较大的挤压力，使挤坯达到相应的密度，最后通过挤压咀成形。美国专利US13487955《Extruson    Equipment    for    Tungsten    Carbide》一文（《Metal    Powder    Report》，DEC1984，Vol39，NO12，P717）中就提供了这类螺旋推进式挤压装置。用于生产细长的粉末冶金制品。但从这两个文献所提供的结构示意图中看：其螺旋杆上是等距离螺距;且螺旋根部是直角;挤压筒内壁是平滑的表面。这种结构难于达到挤压出细长的粉末冶金制品的目的。直角形的螺旋根部，在有挤压力的情况下，容易使被挤压物料在螺杆周围抱得很紧，当螺旋杆转动时，物料也容易跟着转动，很难纵向推移;同时，由于挤压筒内壁是平滑的圆形表面，对物料的旋转不能起到任何约束作用，只能任其转动;另外，等距离螺距也不利于挤压物料推进和增加挤压力，通过实验表明，这种结构形式的螺旋推进式挤压装置，在挤压过程中，很容易产生被挤压物料随螺旋杆一起转动的现象，这样就不能产生挤压或产生很小的挤压力，挤压结果表现出时而挤出，时而挤不出的现象。达不到连续生产的目的，而且制品的致密性也难于保证。

苏联专利SU1538999也公开了一种螺旋推进式连续挤压装置，该装置用于粉末材料的挤压，其螺旋杆上的螺距，由物料进口处至挤压咀方向是逐渐变小的。但该装置螺旋根部是直角形的，物料在根部容易挤死卡紧，物料与螺旋面相贴趋紧，使物料容易随螺旋面一起旋转，致使物料向前挤压受到影响，从而影响挤压效率和产品质量。

本发明的目的在于提供一种能连续挤压细、长的管状、棒状及丝状的、致密的粉末冶金制品的螺旋推进式连续挤压成形装置。

螺旋推进式连续挤压成形装置的关键技术是采用相适应的结构形式，使其螺旋杆转动时，能约束物料（金属粉末等）只能向前纵向移动，而不能旋转。这样才能产生较大的挤压力，使挤压坯达到相应的密度，并挤压成相应的制品。

为此，本发明采用了如下技术措施：

（1）在挤压筒内壁上加工4个以上的、沿挤压筒轴向方向的浅槽，约束物料的旋转，同时又不影响物料的纵向推进;浅槽的尺寸为：槽深0.1～0.5mm，槽宽1～5mm。

（2）螺旋杆的螺旋根部采用弧形，不易使物料与螺旋杆和螺旋面粘结太紧，有利于物料向前推移;螺旋根部弧形的曲径半径R≥5mm。

（3）挤压咀为锥体形，其内锥角采用45°～60°。

另外，由物料进口处至挤压咀方向，螺旋杆的螺距仍依照现有技术，逐渐变小的方式，使物料在挤进过程中，所受到的压缩力逐渐增大，即挤压力逐渐增大。挤压变形率可达85～99.9%。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）能够连续挤压出细、长的管状（包括薄壁管）、棒状和丝状的粉末冶金制品。

（2）挤压变形率高，可达85～99.9%，制品的致密性好。

（3）由于在挤压筒内壁上，沿挤压筒轴向方向，加工了4个以上的浅槽，这种浅槽，就相当于键槽，而物料本身有一定的塑性和强度，相当于键，这样就限定了物料的旋转，只能向前推移，不会随螺旋杆旋转，致使挤压速度快，生产效率高。

现结合附图，对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明螺旋推进式连续挤压成形装置的结构示意图。

附图2为附图1中A-A剖面示意图，即挤压筒内壁的浅槽示意图。

附图3为附图1中B-B剖面示意图，即螺旋根部的结构示意图。

附图4（A）为挤压咀模芯的正剖示图。

附图4（B）为挤压咀模芯的侧视图。

上述附图中，1为挤压筒，2为物料，3为螺旋杆，4为挤压筒法兰，5为挤压咀，6为挤压咀模芯，R为螺旋根部弧形曲率半径，7为连接螺栓，8为填料口，9为浅槽，10为挤压咀模芯多孔盘。起支承模芯的作用，物料可从孔中穿过。

挤压筒内壁上的浅槽数n≥4，浅槽的尺寸为：槽深0.1～0.5mm，槽宽1～5mm。螺旋杆上的螺距从左向右是逐渐减小的。挤压咀5为锥体形，其内锥角为45～60°，挤压咀模芯6与挤压咀5是可拆卸更换的，根据两者在结构上的相应匹配，就可挤出不同形状、不同规格的粉末冶金制品。通过连接螺栓7将挤压咀5和挤压咀模芯多孔圆盘固定在挤压筒法兰4上。螺旋根部弧形的曲率半径R≥5mm。