铜型材

超长截面异型铜材T型材是配电柜中的一个通用转接元件,该产品具有较强的导电能力,形状更利于开关柜及配电设备的布局,减小了安装空间。

该元器件具有优良的综合性能,以及良好的导电导热性及抗腐蚀性。T型材材质为T2,主要技术指标:化学成分中氧元素的组分质量≤0.001%,产品平面度≤0.10mm/100mm,端面垂直度≤0.3mm/100mm,密度≥8.89g/cm2,导电率≥99%IACS(国际退火铜标准),机械性能中产品硬度≥80HB。

1）T型铜材工艺制定

超长截面异型铜材T型材产品如图1所示。产品有高度高(120mm)、底面厚度薄(10mm)的特点,外接圆直径为中132mm,不能采用连续挤压工艺进行加工。经过工艺性经济分析,采用卧式热挤压加工工艺,具体加工工艺为:铸锭准备→挤压→轧头→拉拔→校直→锯切→检验→成品包装。

2）T型材挤压过程中出现的问题

2.1挤压原理

为了保证挤压超长截面异型T材产品表面光滑平整、内部组织质密,采用脱皮技术来防止铸锭缺陷和铸锭加热过程中出现氧化皮。正向脱皮挤压。

正向脱皮挤压加工是将预先加热的铜合金铸锭放入挤压筒2内,生产过程中挤压简2固定不动,挤压杆1推动实心挤压垫片3和铸锭4向前运动,铸锭4在挤压杆1压力的作用下沿着挤压简2内壁向前移动,在挤压筒2内受到三向压应力的作用(即挤压杆1的正压力、挤压简2与模腔接触面之间的摩擦力),使铸锭4发生塑性变形?、金属通过挤压模5的模孔流出,从而形成断面压缩而长度伸长的塑性变形过程,获得断面形状、尺寸与模腔一致的制品。正向挤压时,挤压制品的流出方向与挤压杆1的移动方向一致。

2.2挤压制品宽度尺寸偏小

锥形结构,T型材底面厚度尺寸为10mm,竖筋处厚度尺寸为14.8mm(见图1)。挤压型材过程中,筋处金属变形程度小,流动速度快,底面金属变形程度大,流动速度慢。由于底面宽度方向金属流动速度慢,影响宽度方向的尺寸,造成T型材宽度方向尺寸偏小。

2.2.2解决措施

优化挤压模具结构,挤压模具设计采用锥形模具结构,将14.8mm处筋部采用阻流角结构,挤压模具人口角度由30°调整为8°,圆角半径为R5mm。

2.3挤压产品筋部及底面缺金属

2.3.1原因分析

超长截面异型T材产品筋部转角位置应力集中,筋部转角位置长时间在高温、高压作用下,使得筋部转角位置挤压模具容易受热变形发生堆积,从而造成挤压坯料金属缺失,导致不平整现象发生。

2.3.2解决措施

优化挤压模具尺寸,将挤压模具筋部改为梯形结构,从铜型材筋部顶端到筋部转角位置尺寸依次增加,筋部顶端位置尺寸为18.4mm,转角位置尺寸为18.9mm,筋部转角位置尺比顶端位置大0.5mm。将底面修整为圆弧,底面中间位置比两端尺寸大0.6mm。