换向片异形坯材的制造方法技术

一种换向片异形坯材的制造方法，该方法的工艺过程是：选用铜杆作为原料，在连续挤压机上利用挤压轮的圆周轮槽的摩擦力将原料带入旋转挤压轮，由于挤压腔体挡料块的阻碍作用，原料在旋转挤压轮带动下进入挤压腔体内，并且在达到热塑性状态后，由挤压模口挤出，制成所需断面的换向片毛坯。毛坯留有少量的冷拔量，再经过１－２道拉拔工序可达到换向片坯材的最终尺寸精度和硬度要求。本方法将铜杆原料用一道工序直接挤压成换向片坯材的初形，省掉了冷轧，辊轧，真空退火和部分拉拔工序，生产成本大幅度下降。用一种直径的铜杆可以制成各种规格的换向片坯材。制得的换向片组织致密，铸造缺陷消除，晶粒细小均匀，机械性能和导电性能改善，其质量高于以其它方式制造的同类产品。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及换向片异形坯材的一种制造方法，具体地说是涉及直流电动机换向器主要零件的坯料的一种新型制造方法。
技术介绍
换向片是直流电动机换向器的主要组成零件，它是用异形断面的坯材冲压而成的。现用的换向片坯材其断面包括带台阶的矩形、T形和梯形等形状，人们通常统称其为“梯排”。换向片的金属成份是纯铜和银铜，银铜的含银量一般小于0.3％。换向片坯材的传统制造方法是上引铸杆—冷轧成圆棒—辊轧成坯—真空退火—拉拔3-4道—换向片坯材这种方法所需的工序多，生产加工周期很长，所需生产厂房和设备投资高，占地面积大。另外，传统制造方法由于是采用常规的冷塑性加工，根本无法消除上引铸杆遗留的铸造缺陷，金相组织为不完全破碎的铸造组织，晶粒粗大，材料塑性差，后续加工时容易断裂，产品机械性能均匀性较差，导电率低。特别值得指出的是，由于直流电动机产品种类、规格繁多，决定了换向片的产品具有多品种、多规格、小批量的特点，生产厂家必须准备不同直径的上引铸杆，以一定的轧制比冷轧成不同直径的圆棒，并根据产品品种和规格的变化选用不同的轧辊，才能轧制出符合要求、供冷拔用的换向片轧坯。因此，换向片坯材的传统制造方法存在着储存原料规格多、轧辊种类多、生产效率低、组织生产繁琐等问题。不仅如此，传统制造方法生产换向片坯材，只能通过轧制将大断面铸杆变为小断面轧坯，而无法将小断面铸杆通过轧制变为大断面轧坯。传统制造方法的另一个缺点就是由于各道加工工序都是冷变形，使铜材发生加工硬化，变形抗力提高，塑性下降。为了保证后道工序顺利进行，所以不得不加上一次退火工序，以改善材料的性能；为了防止铜材氧化，必须采用真空退火。这样就增加了能耗和生产成本，而且使生产周期也大大延长。CN1112462A专利技术专利申请公开说明书报道的“高精度异型铜带及其生产工艺”，其生产工艺为熔炼—上引连铸—冷轧—真空退火—辊拔—真空退火—成品辊拔—物理性能检测—入库，用于生产集成电路及塑封晶体管的引线框架材料。该生产工艺与换向片坯材的传统制造方法基本相同，用于生产换向片坯材同样存在以上所述问题。还有CN1309591A专利技术专利申请公开说明书公开的“通过在槽轮上连续浇铸以及连续轧制制造多边形截面金属型材的方法”，该方法借助配有一个凹槽的一系列至少三对滚轮，通过在一个槽轮上的连续浇铸以及连续轧制，制造出具有局部或全部多边形截面的金属型材的方法，尤其适用于制造拉制和/或以后拉制的铝合金型材或铜合金型材。利用该方法无法生产无氧铜杆，而且由于更换轧辊复杂，无法适应换向片数百种规格的特点，只适用于单品种大批量的生产方式，用于生产换向片坯材同样存在上述问题。另外，申请号为021289271专利技术专利申请公开说明书中所提到的“一种金属接触线杆坯、金属接触线及该杆坯的制造方法”，主要是电气铁路接触线，其中杆坯的制造方法包括以下步骤a、制备无氧铸杆b、对无氧铸杆进行预处理c、将预处理后的无氧铸杆进行连续挤压d、对连续挤压成形的杆坯冷却；e、对冷却后的杆坯进行防氧化处理。该方法只适用于无氧铜接触线圆杆坯单一规格的生产方式，同换向片坯材的生产特点完全不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供直流电动机换向片坯材的一种新型制造方法，该方法可以采用单一规格的原料，在连续挤压机上用更换不同规格的挤压模的方法，生产不同品种、规格的换向片挤压毛坯，再经过1-2道拉拔即可达到坯材的成品要求。本专利技术解决了现有换向片坯材制造技术中所存在的备料规格多、轧辊种类多、加工工序多、需要中间退火、生产周期长，产品性能不良、组织生产繁琐等弊病。本专利技术人所提供的是铜杆—连续挤压—拉拔1-2道—换向片坯材换向片异形坯材的新制造方法是通过以下技术方案实现的选用铜杆作为原料，利用连续挤压机上挤压轮的圆周轮槽的摩擦力将原料带入旋转挤压轮，在挤压腔体挡料块的阻碍作用下，原料被旋转挤压轮带动进入挤压腔体内达到热塑性状态后，由挤压模口挤出，制成所需断面的换向片挤压毛坯。换向片挤压毛坯的尺寸应略大于换向片坯材的最终尺寸，仅留下少量的冷拔量，再经过1-2道拉拔制成最终坯材形状，使其符合换向片的尺寸精度，并提高硬度，达到产品机械性能的最终要求。本专利技术采用的铜杆或铜银合金杆可以是上引铸杆，也可以是连铸连轧杆。无论挤压任何形状和断面的换向片坯材，只使用一种直径的铜杆，例如挤压轮直径为290mm的连续挤压机使用Ф12.5mm的铜杆；挤压轮直径为340mm的挤压机使用Ф16mm的铜杆。连续挤压属于热塑性成形，挤压出来的换向片坯材是软态性能，因此不需要再进行真空退火。本专利技术所提供的换向片坯材的制造方法适用于铜杆原料直径为Ф8mm至Ф20mm、铜杆为纯铜或含银量小于0.3％的铜银合金的生产加工。这种制造方法只用一种铜杆原料就可以直接挤压成各种规格的换向片坯材的初形，再经过1-2道拉拔，就可以制成换向片异形坯材，从而省掉了冷轧、辊轧、真空退火和部分拉拔工序。与传统制造方法比较，大大简化了备料工作和生产工序，减少能耗和材料消耗，减少生产设备，减少操作工人和厂房面积，具有很大的经济效益。由于连续挤压属于热塑性变形，铜(合金)材在挤压过程中出现再结晶，因此换向片坯材组织致密，铸造缺陷消除，晶粒细小均匀，机械性能改善，提高了换向片导电率，经实际检测证明其质量明显高于以传统方式制造的同类产品质量。本专利技术所用生产设备及产品的主要参数 具体实施方式实施例一一种，包括以下工艺步骤采用Ф12.5mm的上引铸铜杆，利用挤压轮槽的摩擦作用将原料带入旋转挤压轮，原料在直径为290mm的旋转挤压轮带动下进入位于旋转挤压轮一侧的挤压腔体内，原料在挤压腔体内达到热塑性状态后，由挤压模出口挤出，制成所需断面的换向片毛坯。为了挤压不同形状和尺寸的换向片毛坯，本方法设计了三种规格的模具，相应地也有三种外形相同、内腔不同的腔体，应用这三种腔体和模具就可以生产各种规格的换向片毛坯。为了提高换向片坯材的硬度，并达到换向片坯材的尺寸精度，上述换向片毛坯留下少量的冷拔量，再经过1-2道拉拔达到最终形状，从而满足产品的尺寸精度和硬度要求。实施例二一种，包括以下工艺步骤采用Ф16mm的连铸连轧铜杆，利用直径为340mm的挤压轮槽的摩擦作用将原料带入旋转挤压轮，由于挤压腔体挡料块的阻碍作用，原料在旋转挤压轮带动下进入挤压腔体内，当达到热塑性状态后，由挤压模出口挤出，制成所需断面的换向片毛坯。为了挤压不同形状和尺寸的换向片毛坯，本方法设计了三种外形相同，内腔不同的腔体，相应地也有三种规格的模具。应用这三种腔体和模具就可以生产各种规格的换向片毛坯。为了提高换向片坯材的硬度，并达到换向片坯材的尺寸精度，上述换向片毛坯留下少量的冷拔量，再经过1-2道拉拔达到最终形状，满足了换向片坯材的尺寸精度和硬度要求。权利要求1.一种，该方法的特点是选用铜杆作为原料，利用连续挤压机上挤压轮的圆周轮槽的摩擦力将原料带入旋转挤压轮，在挤压腔体挡料块的阻碍作用下，原料被旋转挤压轮带动进入挤压腔体内达到热塑性状态后，由挤压模口挤出，制成所需断面的换向片毛坯。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特点是该方法制成所需断面的换向片毛坯留有少量冷拔量，再经过1-2道拉拔工序达到换向片坯材的最终尺寸精度和机械性能。3.根据权利要求1或2所述的制造方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换向片异形坯材的制造方法，该方法的特点是：选用铜杆作为原料，利用连续挤压机上挤压轮的圆周轮槽的摩擦力将原料带入旋转挤压轮，在挤压腔体挡料块的阻碍作用下，原料被旋转挤压轮带动进入挤压腔体内达到热塑性状态后，由挤压模口挤出，制成所需断面的换向片毛坯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝韫，樊志新，刘元文，
申请(专利权)人：宋宝韫，樊志新，刘文元，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]