[发明专利]一种铜环的制造工艺及其装置

说明书

本发明涉及一种用于电线电缆行业制造大、中型铜及铜合金环工艺及其专用的装置。

结晶轮(铸轮)是电线电缆行业所必用的部件，而铜环则是制造结晶轮的坯件。常规铸造大、中型铜环(300kg--1500kg)的方法是采用“离心铸造”和“敝浇”两种方法。采用前一种方法来制造铜环，其投资大，所涉及的设备复杂，模具需高速旋转，在铜环体内容易出现“夹层”和“裂纹”以及内应力大等缺陷，在铸造中所需耗电几十千瓦甚至上百千瓦，造成生产成本大幅度上升。而后者的“敝浇”法，模具及浇包均不动，虽投资相对较小，但在铜环体内仍然极易出现气泡、裂纹，产品成品率低，相对成本也很高。

针对上述存在的问题，本发明的目的是提出了一种新型的铜环制造工艺并为之设计了配套的专用装置，通过该工艺及其装置所铸的铜环体内无气泡和无裂纹，产品成品率大大提高。

本发明的工艺是在原有浇包的基础上增加一个中间浇包，该中间浇包与其下方的组合模在浇铸过程中作相对的缓慢旋转运动。

本发明的装置由模具、浇包等构成。所述的模具由内、外模组合而成，在该内外模的上方设置了一个带有多个铜液下流口的中间浇包，在上述的组合模具下底部以及上述的中间浇包的下部装有旋转机构，以使上述的组合模具可与上述的中间浇包能作相对的缓慢旋转运动，以达到本发明工艺的目的。

上述的组合模的内、外模的横截面为“L”形，外模为一整环体，而内模则由四个对称的弧形单体组合而成，两两上述单体之间的组合面相对于整环中心线有130的斜角，在两两单体之间有一个自动收圈补缩缺口。

上述的中间浇包由位于中央的浇入口和至少两个呈对称倾斜设置的下流槽和相应的下流口构成。

上述的组合模具下底部的旋转机构由底环和装于该底环与组合模的外模下部之间凹槽内的多个转动钢球构成。

上述的中间浇包下部的旋转机构位于上述组合模的中央，由滚动轴承和装于该轴承之上的浇包支架以及支承杆构成。

在上述的组合模的外模的外侧壁上有手动旋转手柄。

上述的组合模与中间浇包之间的相对旋转圆周运动速度为10m--30m米/分。

实际使用时，可只选择组合模或中间浇包其中之一作缓慢旋转运动即可。

由于本发明增设了中间浇包，在浇铸过程中，并采用了组合模或中间浇包作缓慢旋转运动工艺方式，在内模上设置了自动收圈补缩缺口，使铜液浇铸缓慢均匀，使模具和结晶的铜液均能获得均等的温度，铜环体内部的理化指标大大提高，克服了现有“离心浇铸”和“敝浇”的缺点，避免了气泡和裂纹的出现，较大地提高了产品质量，装置的旋转可以不用电(人工转动)或少耗电，降低了产品成本。本发明还具有设备简单、操作容易、易于维修的特点，有较大的推广使用价值。

图1本发明装置的整体结构示意图

图2组合模平面结构示意图

1内模  2外模  3中间挠包  4浇包  5底环  6转动钢球  7凹槽

8滚动轴承  9浇包支架  10浇包支杆  11浇入口  12下流槽

13下流口   14旋转手柄  15内模弧形单体 16单体组合面倾角

17自动收圈补缩缺口

以下结合实施例加以详细说明：

本实用新型的组合模具的材料采用普通灰口铸铁制作，其内模(1)和外模(2)的横截面形状为“L”形，外模的外径等于所需加工的铜环外径加上热收缩量(2％左右)，内模的外径等于外模的内径减去加工的铜环的外、内径之差，内外模的铸造腔高度等于铜环高度加上10mm--15mm。上述的内模则由四个对称的弧形单体(14)组合构成，两两单体间的组合面之间相对于对称中心线的夹角(16)为130，且在两两单体之间形成有一小缺口(17)，用于自动收圈补缩目的。使用安装前，应先将内外模烘烤至250c--350c，用排刷将用水调合好的细骨粉刷至于模腔内，使其形成一层骨粉膜，再将其整体安装。在组合模的下底部设置有一底环(5)，该底环与外模下底部之间对称位置开有内凹槽(7)，在槽内装有若干个钢球(6)，以使其上方的整个组合模能在其上旋转。在外模的外侧壁上装有手动旋转手柄(14)。经过耐火处理的中间浇包(3)，通过滚动轴承(8)、支架(9)、支杆(10)支撑固定于组合模的上方中央并可用电机带动其转动，而该中间浇包则由位于中心的浇入口(11)、两个与上述浇入口相连通并呈倾斜对称状安装的下流槽(12)以及对准于模腔的下流口(13)构成。

使用时，将装有经过精炼的铜液的挠包(4)吊至上方，采用上述工艺，将铜液缓慢倾倒入中间浇包的浇入口(11)，铜液经下流槽(12)及下流口(13)流入模腔内，使用人工缓慢推动旋转手柄(14)，带动组合模作缓慢运动，其圆周速度为20m米/分，直至浇铸完毕。在浇铸完后，在铜液结晶(固化)过程中，应特别注意其是否固化，在确认已固化好后，即可将其从模具中吊取出。在该过程中，注意不能使模具的温度升得过高，以免影响下一次操作。