CN201482814U - 一种铜包铝母线槽排等温挤压模具 - Google Patents

Abstract

一种铜包铝母线槽排等温挤压模具，属于供配电领域，包括挤压头、挤压筒和加热管，挤压筒的筒壁上设有加热管，挤压筒中间设有挤压头，本实用新型中采用的模具结构能够实现等温挤压，等温挤压是要确保在整个挤压过程中，锭坯的变形温度始终保持恒定或基本恒定，尽量保持金属变形抗力和金属流变的均匀，从而获得较均匀的组织和性能。

Description

一种铜包铝母线槽排等温挤压模具

技术领域

本实用新型属于供配电领域，特别涉及一种铜包铝母线槽排等温挤压模具。

背景技术

铜包铝母线槽排是一种铜铝双金属复合材料，绿色环保、经济适用、节约铜资源。本产品采用独特的工艺技术制造，具有良好的力学和电学性能。被广泛地应用于电力、通讯等电源组合电池的连接，母线槽、变压器绕组、高、低压开关柜、高、中频加热设备，变压器等行业。众所周知，目前生产铜包铝母线槽排主要有以下几种方法：

1.电镀法，它是在铝芯表面电镀铜层从而来获得铜包铝的一种方法。这种方法简便，但镀层成分不纯、脆性大，并且镀铜层与铝芯往往不同心，难以满足使用要求。

2.轧制压接法，将经过清洗并加热的两条铜带从上下两个方向包覆铝线，利用轧辊压力将铜带与铝芯压接在一起，然后将铜带接缝的两个凸耳切除形成线坯。再将线坯进行拉拔获得所需的线材，最后经过热处理赋予材料所需要的力学性能。这种方法产品质量好，效率高，但工艺比较复杂，工序较多，轧压设备投资大

3.包覆焊接法，其工艺原理是采用包覆焊接装置，将经过清洗的铜带逐步形成圆管状，包覆在清洗过的铝芯周围。采用氩弧焊将铜管的纵焊缝接成线坯，最后经过拉拔和热处理获得所需要的材料的性能。这种工艺模式相对简单，设备不复杂，质量较好，是目前主要的生产方法。

4.静液挤压法，它是指用一种特殊润滑挤压工艺，制备铜包铝线材的基本原理是将大直径的铜管和铝棒坯制成的复合坯料静液挤压获得线坯，利用高静水压力和大加工变形率作用实现铜铝冶金结合。其特点在于：挤压过程中，坯料周围充满黏性介质，压力通过介质作用在坯料上，坯料受到均匀的静水压力，在挤压过程中没有墩粗变形，与挤压筒、挤压轴没有接触，变形区与挤压模之间的摩擦控制在很小的范围内，因此从表层道芯部都能保持较均匀的变形。

综上可知，目前铜包铝母线槽排的制备基本上均采用固相结合法，即通过塑性变形使金属结合面达到原子间结合，形成大量的结合点，再经过扩散热处理，最终形成界面的牢固结合。上述生产工艺存在的问题在于：对坯料的清洁度的要求很高，坯锭到成品总加工率低且需要多次退火，由于铜铝之间较大的力学性能差异，很容易导致在后续塑性加工过程中产生界面局部开裂、包覆层与芯材的断裂等缺陷，造成成品率和电导率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单，操作方便的铜包铝母线槽排的挤压模具。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种铜包铝母线槽排等温挤压模具，包括挤压头、挤压筒和加热管，挤压筒的筒壁上设有加热管，挤压筒中间设有挤压头，挤压头可以在挤压筒内上下运动。

所述的挤压头的下面有一个活动块，活动块可以上下运动。

所述的挤压头和挤压筒的截面形状为圆形或异形结构。

所述的铜包铝母线槽排为复合结构，由铝芯层和包覆铜层构成，其铜包覆层面积比例为15％-40％。

所述的异形结构为中间呈矩形，矩形两端为弧形的结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中采用的模具结构能够实现等温挤压，等温挤压是要确保在整个挤压过程中，锭坯的变形温度始终保持恒定或基本恒定，尽量保持金属变形抗力和金属流变的均匀，从而获得较均匀的组织和性能。

附图说明

图1为铜包铝母线槽导电排挤压模具一种实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为铜包铝母线槽导电排挤压模具另一种实施例的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图中：1铝芯，2铜层，3活动块，4加热管，5挤压筒，6挤压型腔模，7变形后铜层，8变形后铝芯，9挤压头。

具体实施方式

例1：如图1、2所示，一种铜包铝母线槽排等温挤压模具，包括挤压头9、挤压筒5和加热管4，挤压筒5的筒壁上设有加热管4，挤压筒5中间设有挤压头9，挤压头9的截面为圆形，可沿筒壁相对运动，挤压头9下面有一个活动块3，活动块3的截面为异形，且可以上下运动。

首先将挤压铸造制得异形坯料(铜层内填有铝芯)，再进行退火处理，然后空冷至室温，然后将坯料进行挤压前表面处理(包括除油-清洗-中和-清洗-钝化-清洗-干燥)。

等温挤压：将前处理坯料在加热炉中预热，挤压温度500～520℃，保温0.5～1h，同时模具温度400～450℃，将保温好的异型坯料放到圆形挤压筒5与活动块3中间中，采用石墨和机油润滑。圆形截面挤压头9以一定挤压速度向下运动，活动块3与铜层、铝芯同时向下移动，铜层与铝芯先发生镦粗变形，充满挤压筒5然后充满挤压型腔模6的锥杯部分，此时铜层与铝芯承受三向压应力，即挤压筒5侧壁向内对挤压坯锭施加的压应力，挤压头9向下对挤压坯锭施加的轴向压应力，还有就是挤压型腔模6锥杯部分沿法线方向对挤压坯锭施加的压应力。当挤压坯锭所受应力达到一定值后，铜包铝复合排沿挤压型腔模6的模孔流出，实现异型铜包铝复合排的挤压制备。挤压活动块3与挤压坯锭同步向下运动，铜层与活动块3的摩擦可以忽略不计，使挤压成形铜包铝复合排的挤压力降低，使模具寿命提高，并且保证挤压成形能够顺利地完成。

例2：如图3、4所示，一种铜包铝母线槽排等温挤压模具，包括挤压头9、挤压筒5和加热管4，圆形挤压筒5的筒壁上设有加热管4，挤压筒5中间设有挤压头9，挤压头9的截面为异形，可沿筒壁相对滑动。

首先将挤压铸造制得异形坯料(铜层内填有铝芯)，再进行退火处理，然后空冷至室温，然后将坯料进行挤压前表面处理(包括除油-清洗-中和-清洗-钝化-清洗-干燥)。

等温挤压：将前处理坯料在加热炉中预热，挤压温度500～520℃，保温0.5～1h，同时模具温度400～450℃，将保温好的坯料放到圆形挤压筒5中，采用石墨和机油润滑。异型形截面挤压头以一定挤压速度向下运动，铜层、铝芯同时向下移动，铜层与铝芯先发生镦粗变形，充满挤压筒5然后充满挤压型腔模6的锥杯部分，此时铜层与铝芯承受三向压应力，即挤压筒5侧壁向内对挤压坯锭施加的压应力，挤压头向下对挤压坯锭施加的轴向压应力，还有就是挤压型腔模6锥杯部分沿法线方向对挤压坯锭施加的压应力。当挤压坯锭所受应力达到一定值后，铜包铝复合排沿挤压型腔模的模孔流出，实现异型铜包铝复合排的挤压制备。

例2的主要特点是采用圆形挤压筒和异形挤压头，使挤压成形铜包铝复合排的铜层厚度均匀。

Claims (4)

1.一种铜包铝母线槽排等温挤压模具，其特征在于包括挤压头、挤压筒和加热管，挤压筒的筒壁上设有加热管，挤压筒中间设有挤压头。

2.根据权利要求1所述的铜包铝母线槽排等温挤压模具，其特征在于所述的挤压头的下面有一个活动块。

3.根据权利要求1所述的铜包铝母线槽排等温挤压模具，其特征在于所述的挤压头和挤压筒的截面形状为圆形或异形结构。

4.根据权利要求3所述的铜包铝母线槽排等温挤压模具，其特征在于所述的异形结构为中间呈矩形，矩形两端为弧形的结构。

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