低塑性有色金属异型线材成型工艺及设备制造技术

本发明专利技术涉及一种金属线材加工成型工艺及专用设备，特别适用于低塑性难加工有色金属异型线材的加工成型。属金属线材加工技术领域。工艺流程为：Ａ．采用圆线直接旋锻开坯，开坯圆线直径应是异型材截面最大尺寸的１４０％～１５０％；Ｂ．开坯加工初期截面呈近似圆形时加工率取值１５～２０％；加工中期加工率取值１０～１５％；加工后期异型材截面呈近似型或预成型时加工率取值８～１０％；Ｃ．随加工进程加工率取值逐渐变小，且取值愈加均匀；Ｄ．加工过程中应进行数次退火处理；Ｅ．加工时应在该专用设备中装卸多套异型锻模。旋锻加工设备是采用锤头、异型锻模及加工材料三者不转动，滚子绕着锤头转动的方式。本发明专利技术工艺提高低塑性难加工有色金属异型线材加工成型过程中异型坯料的变形均匀性，减少由于变形不均匀导致材料形成裂口和裂纹的缺陷，提高异型材的成材率，设备所需的驱动力较小，运转成本低，设备工具和模具寿命高，是满足不同批量生产需求的异型线材成型设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属线材加工成型工艺及专用设备，特别适用于低塑性难加工有色金属异型线材的加工成型。属金属线材加工

技术介绍
金属异型材传统工艺是挤压开坯后，可以用三辊或四辊辊拉模拉轧呈预成型，然后经固定模多道次拉制成品，也有工艺是将预成型产品经轧机精密轧制而成，对普通塑性好、延伸率好的材质采用轧制、拉伸的方法比较奏效，但对于高镍铅锌白铜、弥散强化铜等成分复杂，含有低熔点相或金属间化合物的材料，该类材料塑性低，可加工性极差，采用轧制、拉伸等常规线材压力加工方法困难甚大，工艺流程长，产品成材率低，加工成本高，有时甚至无法获得最终产品，所以对该类材料加工必须另辟新途。特别是眼镜用铰链异型材具有多品种、小批量、更换频繁的特点，加工中不宜采用高速轧制或高速拉伸的方法。旋锻加工方式能有效改善加工中该类材料的受力状况，具有明显的加工优势，但圆线和异型线的加工无论原理、方法都有较大差别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有低塑性难加工合金异型线材的加工，因其量少且加工困难，所以轧制法、拉拔法存在技术及经济指标均较低的不足，专利技术一种异型线材加工成型的冷锻工艺及专用设备，提高低塑性难加工有色金属异形线材加工成型过程中异型坯料变形均匀性，减少由于变形不均匀导致材料形成裂口和裂纹的缺陷，提高异型线材的成材率，设备所需的驱动力较小，运转成本低，设备工具和模具寿命高，所采用的设备和工艺可满足不同批量异型线材生产的需求。本专利技术低塑性有色金属异型材是通过下列的加工工艺和设备完成的工艺流程为A、采用圆线直接旋锻开坯，开坯圆线直径应是异型材截面最大尺寸的140％～150％；B、开坯加工初期截面呈近似圆形时加工率取值15～20％，加工中期加工率取值10～15％；加工后期异型材截面呈近似型或预成型时加工率取值8～10％；C、加工过程中应进行数次退火处理；D、随加工进程加工率取值逐渐变小，且取值愈加均匀、E、加工时应在该专用设备中装卸多套异型锻模。旋锻加工为冷锻且材质为低塑性有色金属异型线材。本专利技术低塑性有色金属异型线材成型设备由动力机构、大皮带轮、主传动轴和外壳组成的低塑性有色金属异型材的加工设备，大皮带轮带动主传动轴旋转，其特征在于所述外壳一侧装有支撑板、导入嘴和支承定位板，外壳另一侧装有主传动轴；所述主传动轴与滚子隔离环两者之间互为拨叉且用螺栓紧接，十字叉轴、滚子隔离环、滚子及滚子外圈装于外壳内，且滚子外圈和外壳之间有较大的过盈配合；所述十字叉轴内部依序装有数个旋锻锤头、数个直角衬板和数个异型锻模，滚子隔离环一侧装有滚子环压板，而另一侧装有定位轴承；所述滚子隔离环带动滚子围绕锤头、异型锻模及加工材料转动，动力由滚子依次传递至锤头、异型锻模，最后作用于加工材料。相邻两个直角衬板之间留有径向空隙，所述锤头和异型锻模装在空隙中，且锤头锤头面能与滚子接触，锤头和异型锻模能作径向往复滑动。所述直角衬板、锤头、异型锻模形状相互匹配且数量为相互对应的偶数。所述锤头为压缩型，数量最好是4个，异型锻模为四瓣异型模。定位轴承、支承定位板、十字叉轴和主传动轴四个部件保持同轴心即在一条直线上。导入嘴用螺钉连接在支承定位板上，支承定位板用螺钉连接在支撑板上，支撑板用螺钉连接在外壳上，导入嘴、支承定位板、支撑板和外壳四个部件中两两之间均有配合关系。所述旋锻机前后设置有进料机构和接料机构，所述外壳上加装隔音罩，所述加工设备按所加工材料大小制造为大型机10～20mm、中型机8～12mm和小型机5～10mm三类。本专利技术低塑性有色金属异型材的原理是低塑性有色金属异型材的旋锻，其加工率的取值应按照坯料取大值、已加工料取小值的原则，即在旋锻过程中加工率应逐渐变小，原因是坯料组织疏松、已加工料组织致密。在开坯初期即加工截面近似圆形时，异型线材的加工率可与圆线一样取大值，但到加工中后期，特别是到了近似型或预成型时，加工率要取小值，且要求均匀，否则加工的异型线材容易发生歪扭。一般的取值范围是大加工率15～20％；中加工率10～15％；小加工率8～10％。根据加工率和设备结构，可按异型线截面最大尺寸将旋锻机分为三类大型机10～20mm，中型机8～12mm，小型机5～10mm。加工一些小规格的异型材时，可先将圆线旋锻至相应直径，然后再异型开坯，开坯圆线直径应是异型材截面最大尺寸的140％～150％。在异型线材的旋锻加工中，由于高镍铅锌白铜、弥散强化铜线材均不宜采用拉轧开坯，应采用圆线直接旋锻开坯，而且异型线材的规格应和开坯圆线相对应，异型材加工和圆线相比需要模具更多，加工道次和中间退火次数也较多。每加工一种异型材，均配有多套异型锻模。采用四锤头旋锻方式，目的是既可以得到较理想的压缩变形力，又可使设备结构较为简单。本专利技术低塑性有色金属异型材的加工过程是旋锻加工是靠异型锻模(15)之间产生往复相对运动，对加工材料施加压应力，产生锻击。对异型材而言，因加工材料各个锻击面形状不一样，旋锻时每个异型锻模(15)锻击接触面所受压应力也不同，而且加工时锤头(14)、异型锻模(15)及异型锻模(15)所夹持的加工材料三者都不转动。施加压应力的滚子(16)随主传动轴围绕锤头(14)转动，旋锻时主传动轴每转动一周，每个锤头被四个滚子(16)分别锻击一次，从而将动力由锤头(14)传至异型锻模(15)，直至作用在异型坯料上，完成了对加工材料的数次锤击。由于主传动轴高速旋转，每个道次的加工量是通过数十甚至上百次锻击完成，采用数十副异型锻模锤锻加工坯料，每次锤击的加工量比较小，加工坯料每次都受到均匀分布在周向上的压缩变形，从而消除加工坯料内部的气孔、空洞等缺陷，破碎粗大的晶粒，改变材料的组织结构，为进一步保证低塑性异型线材的加工性能，在加工工艺过程中，依据其特性，对加工坯料选择进行一次或者多次退火处理，消除坯料加工过程产生的加工应力，减少加工缺陷，提高成材率。本专利技术异型线材的规格应与开坯圆线大小相对应，加工一些小规格的异型材时，可先将圆线旋锻至相应直径，然后再异型开坯，异型材加工和圆线相比需要更多模具，而且强调加工率的均匀性，以防异型材成品歪扭。本专利技术低塑性有色金属异型材加工设备的原理是如图1所示，大皮带轮(11)带动主传动轴(10)旋转，主传动轴(10)与滚子隔离环(7)之间互为拨叉且用螺栓紧接，锤头(14)、异型锻模(15)置于十字叉轴(8)中，但十字叉轴(8)不随主传动轴(10)旋转，所以锤头(14)、异型锻模(15)及加工材料三者也不转动，锤头(14)、异型锻模(15)在十字叉轴(8)中的背衬板(6)上沿直角衬板(13)的直角边作径向往复滑动，加工材料的动力由滚子(16)依次由锤头(14)施加于异型锻模(15)和待加工线材上，瞬间完成锻击加工一次后，异型锻模(15)的开启由后续加工线材喂进、弹簧(17)共同作用完成。对于异型锻模(15)，导入嘴(1)既起到将加工坯料引导入模腔内，又起到端面定位作用。整个加工过程中需要使用、检查和更换异型锻模(15)，故每次检查、更换异型锻模(15)时，本专利技术设备仅需拆下导入嘴(1)就能完成快速更换异型锻模(15)的过程，无需再拆下其它封板，设备结构设计巧妙。本专利技术使用定位轴承(9)和支承定位板(2)是为了保证十字叉轴(8)和主传动轴(10)之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低塑性有色金属异型线材的加工工艺，其特征在于工艺流程为：Ａ、采用圆线直接旋锻开坯，开坯圆线直径应是异型材截面最大尺寸的１４０％～１５０％；Ｂ、开坯加工初期截面呈近似圆形时加工率取值１５～２０％，加工中期加工率取值１０～１ ５％；加工后期异型材截面呈近似型或预成型时加工率取值８～１０％；Ｃ、加工过程中应进行数次退火处理；Ｄ、随加工进程加工率取值逐渐变小，且取值愈加均匀。Ｅ、加工时应在该专用设备中装卸多套异型锻模。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方树铭，雷霆，张玉林，周林，李皓，张家敏，王少龙，
申请(专利权)人：云南冶金集团总公司技术中心，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]