用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝及其設(shè)備制造技術(shù)

一種用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝及其設(shè)備，采用用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，用加熱體對(duì)外型加熱，使內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；且用高的金屬液壓力和引錠桿與金屬液熔合相結(jié)合，使金屬液進(jìn)入狹窄型腔的工藝，因此，不需在鑄型的內(nèi)芯安置加熱體，且可使金屬液順暢自如地進(jìn)入狹窄的型腔，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)截面形狀復(fù)雜，尺寸較小的薄壁金屬管。另外，本發(fā)明專利技術(shù)所用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝及其設(shè)備，特別是用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)具有復(fù)雜截面形狀的薄壁金屬管的工藝及其設(shè)備。現(xiàn)有的連續(xù)鑄造方法是將金屬液注入冷卻的鑄型，待金屬形成凝固殼后，將已凝固部分連續(xù)拉出，同時(shí)注入與拉出部分等量的金屬液。由于凝固殼附著在鑄型壁上，與鑄型壁的摩擦力很大，須振動(dòng)鑄型或鑄件以幫助鑄件從鑄型上剝離。此外，還必須在鑄型和鑄件之間添加潤滑劑，以減小摩擦力。這種方法不能用于管狀鑄件和薄壁鑄件，因?yàn)楸”阼T件的強(qiáng)度和剛度都不能經(jīng)受振動(dòng)而折彎，而管狀鑄件在凝固后隨即發(fā)生的線收縮過程會(huì)將形成管子內(nèi)腔的內(nèi)芯包緊而無法脫模。因此，現(xiàn)有的連續(xù)鑄造方法只能鑄造實(shí)心的坯料或壁厚較大的管坯。曰本專利昭58-97463提出一種用加熱的鑄型代替現(xiàn)有連續(xù)鑄造中的冷卻的鑄型的方法。該工藝將形成管子外形的外型及形成管子內(nèi)腔的內(nèi)芯都用發(fā)熱體加熱至金屬的凝固溫度以上，使外型和內(nèi)芯所形成的型腔內(nèi)的金屬保持液態(tài)，從而消除了鑄件與外型和內(nèi)芯的摩擦力。用引錠桿將型腔內(nèi)的金屬引出，并在鑄型外對(duì)引錠桿冷卻，從而實(shí)現(xiàn)管狀鑄件的連續(xù)鑄造。美國專利4515204中進(jìn)一步闡明在下拉式連續(xù)鑄造管狀鑄件時(shí)，金屬液的壓力應(yīng)在0-0.002kg/cm2，以防止金屬液漏出。這兩個(gè)專利雖然給出了解決金屬凝固殼與外型和內(nèi)芯的摩擦力的方案，但對(duì)于具有復(fù)雜截面形狀的薄壁管要實(shí)現(xiàn)連續(xù)鑄造還存在如下難以解決的問題1．對(duì)于工業(yè)上常用的截面形狀復(fù)雜的管，其內(nèi)芯形狀復(fù)雜，尺寸較小。要在內(nèi)芯里安置加熱體是難以實(shí)現(xiàn)的。2．金屬液的壓力太低，金屬液由于表面張力的阻礙而難于進(jìn)入狹窄的型腔。本專利技術(shù)的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供一種不需在鑄型的內(nèi)芯安置加熱體，且可使金屬液順暢自如地進(jìn)入狹窄型腔的用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，生產(chǎn)效率高的用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的設(shè)備。本專利技術(shù)用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝，包括有如下步驟1)用加熱體對(duì)鑄型的外型加熱，用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，使內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；2)將引錠桿插入型腔，使其上端部與型腔內(nèi)金屬液完全熔合。當(dāng)引錠桿下拉時(shí)，將金屬液帶入狹窄的型腔，從而鑄出復(fù)雜截面形狀的薄壁管；3)由冷卻器噴水對(duì)引錠管冷卻。本專利技術(shù)用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)示意圖如附附圖說明圖1、2所示，包括有外型(1)、內(nèi)芯(2)、冷卻器(3)、拉拔輥(4)、引錠桿(5)、加熱體(7)、連接管(8)、坩堝(9)、液位控制棒(10)，其中內(nèi)芯(2)置于外型(1)內(nèi)，內(nèi)芯(2)與外型(1)之間為型腔(1A)，用以形成管的形狀，熔池(1B)設(shè)于外型(1)的上方，并通過連接管(8)與坩堝(9)連接，加熱體(7)置于外型(1)外，液位控制棒(10)壓入坩堝(9)內(nèi)，引錠桿(5)的一端插入型腔(1A)，另一端露置在型腔(1A)外，冷卻器(3)及拉拔輥(4)置于引錠桿(5)的外露端。下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本專利技術(shù)的具體情況。圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例中鑄型的橫截面形狀。實(shí)施例本專利技術(shù)為用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁銅管的工藝及其設(shè)備。其工藝包括有如下步驟1)用加熱體對(duì)鑄型的外型加熱，用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；2)將引錠桿插入型腔，使其上端部與型腔內(nèi)金屬液完全熔合。當(dāng)引錠桿下拉時(shí)，將金屬液帶入狹窄的型腔，從而鑄出復(fù)雜截面形狀的薄壁管；3)由冷卻器噴水對(duì)引錠管冷卻。上述步驟2)中引錠桿以大于300mm/min的速度向下拉出。上述步驟3)中用水冷卻的流量為0.5～1.5L/min，本實(shí)施例中用水冷卻的流量為1L/min。本專利技術(shù)所用的設(shè)備其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括有外型(1)、內(nèi)芯(2)、冷卻器(3)、拉拔輥(4)、引錠桿(5)、加熱體(7)、連接管(8)、坩堝(9)、液位控制棒(10)，其中內(nèi)芯(2)置于外型(1)內(nèi)，內(nèi)芯(2)與外型(1)之間為型腔(1A)，用以形成管的形狀，熔池(1B)設(shè)于外型(1)的上方，并通過連接管(8)與坩堝(9)連接，加熱體(7)置于外型(1)外，液位控制棒(10)壓入坩堝(9)內(nèi)，引錠桿(5)的一端插入型腔(1A)，另一端露置在型腔(1A)外，冷卻器(3)及拉拔輥(4)置于引錠桿(5)的外露端。本實(shí)施例中金屬液壓力為0.045kg/cm2以上。引錠管(5)用純銅管做成。為增加內(nèi)芯(2)與金屬液的接觸面積。利用金屬液的熱量對(duì)內(nèi)芯進(jìn)行充分的加熱，而無須另外安置加熱體，上述內(nèi)芯(2)在上端擴(kuò)大并設(shè)有通道(21)。為提高金屬液的壓力，使金屬液能進(jìn)入狹窄的型腔，上述外型(1)的上方設(shè)置有熔池(1B)。上述外型(1)形成管的外徑為10mm，內(nèi)芯(2)形成管的內(nèi)徑為9mm。因而管的壁厚僅為0.5mm。為增加管內(nèi)壁的表面積，上述內(nèi)芯(2)的外圓周上均勻分布若干條軸向排列的槽(2A)。本實(shí)施例中內(nèi)芯(2)的外圓周上均勻分布16條軸向排列的槽(2A)，槽(2A)的寬度僅為0.3mm、深1mm，對(duì)應(yīng)在管的內(nèi)壁形成16條肋片。鑄型的橫截面形狀如圖2所示。圖1中，薄壁金屬管為鑄管(6)，金屬銅在坩堝(9)內(nèi)熔化后為金屬液(11)。用本專利技術(shù)的工藝生產(chǎn)薄壁銅管時(shí)，外型(1)通過外置的加熱體(7)加熱，而內(nèi)芯(2)則靠擴(kuò)大的芯頭及金屬液進(jìn)入通道而增加與金屬液(11)的接觸面積，得到充分的加熱。控制金屬液的溫度，可使內(nèi)芯(2)加熱至所需的溫度，從而將型腔加熱并保持在銅的熔化溫度以上。金屬銅在坩堝(9)內(nèi)熔化后，將液位控制棒(10)壓入金屬液，使液面升高并經(jīng)連接管(8)進(jìn)入鑄型上方的熔池(1B)，并在一定的壓力下進(jìn)入型腔(1A)。將引錠桿(5)插入型腔。待引錠桿(5)上端與型腔內(nèi)的金屬液熔合后，開動(dòng)拉拔輥(4)，將引錠管(5)拉離鑄型，將鑄管(6)引出。同時(shí)由冷卻器(3)噴水對(duì)引錠管(5)冷卻。控制鑄型的溫度、金屬液溫度、拉拔速度和冷卻器到鑄型的距離，可以使金屬只是在離開鑄型前凝固。這樣就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜截面形狀薄壁管的連續(xù)鑄造。鑄出的管內(nèi)、外表面都極光滑，肋片飽滿、完整。本專利技術(shù)由于采用用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，用加熱體對(duì)外型加熱，使內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；且用高的金屬液壓力和引錠桿與金屬液熔合相結(jié)合，使金屬液進(jìn)入狹窄型腔的工藝，因此，本專利技術(shù)不需在鑄型的內(nèi)芯安置加熱體，且可使金屬液順暢自如地進(jìn)入狹窄的型腔，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)截面形狀復(fù)雜，尺寸較小的薄壁金屬管。另外，本專利技術(shù)所用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。本專利技術(shù)是一種方便實(shí)用的用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝及其設(shè)備。權(quán)利要求1.一種用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝，其特征在于包括有如下步驟1)用加熱體對(duì)鑄型的外型加熱，用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，使內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；2)將引錠桿插入型腔，使其上端部與型腔內(nèi)金屬液完全熔合。當(dāng)引錠桿下拉時(shí)，將金屬液帶入狹窄的型腔，從而鑄出復(fù)雜截面形狀的薄壁管；3)由冷卻器噴水對(duì)引錠管冷卻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝，其特征在于上述步驟2)中引錠桿以大于300mm/min的速度向下拉出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝，其特征在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)薄壁金屬管的工藝，其特征在于包括有如下步驟：１） 用加熱體對(duì)鑄型的外型加熱，用金屬液的熱量對(duì)鑄型的內(nèi)芯加熱，使內(nèi)芯和外型的溫度都保持在鑄造金屬的熔點(diǎn)以上；２） 將引錠桿插入型腔，使其上端部與型腔內(nèi)金屬液完全熔合。 當(dāng)引錠桿下拉時(shí)，將金屬液帶入狹窄的型腔，從而鑄出復(fù)雜截面形狀的薄壁管；３） 由冷卻器噴水對(duì)引錠管冷卻。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黎沃光，余業(yè)球，賀春華，陳先朝，劉可如，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：81[中國|廣州]