專利名稱：鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁、鎂合金及復合材料的加工成形裝置，具體為一種鋁、鎂、銅合金及 復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置。
背景技術：
目前鋁、鎂合金及復合材料加工成形的工藝方案包括金屬熔煉、鑄坯、鍛造、擠壓、 軋制、拉拔等工序，上述工序多數是獨立進行的，具有生產線長、成材率低、耗能高、環境污 染等突出問題，而鋁、鎂合金及復合材料的加工成形裝置是一種集鑄、擠、成形為一體的裝 置，具有產品流程短、成本低且近終形生產等優點，目前受到廣泛的重視，中國專利公開了 一種專利號為200720185231. X的實用新型專利，該實用新型專利所述的鋁、鎂合金及復合 材料連續凝固與成形一體化裝置包括機架、固定在機架上的且帶弧面的靴座體以及套在機 架上的主動軸，主動軸上固定有帶水冷系統的轉動輥，轉動輥的圓柱面上開有環狀的溝槽， 靴座體的弧面與轉動輥之間設有槽封塊，靴座體上安裝有模具，轉動輥在與模具位置對應 的部位的溝槽內安裝有擋料塊，工作時，液態的坯料進入溝槽后，受到水冷系統的作用，變 為半固態坯料，接著在轉動輥的作用下不斷運動至擋料塊處，在擋料塊的作用下坯料進入 模具型腔，從模具型腔內出來的型材由于受到的擠壓力較小，無法改變坯料基體相的組織 結構，因而導致型材的性能較低，無法滿足型材高精薄壁、特細及超長的要求。
發明內容
本發明為了解決現有鋁、鎂合金及復合材料加工成形裝置由于結構缺陷存在型材 性能較低的問題，提供了一種鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置。本發明是采用如下技術方案實現的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成 形裝置，包括機架、擋料塊、擠壓座、主動軸以及固定在其上且輥面上開有擠壓槽的擠壓輥、 模具以及位于擠壓座和擠壓輥之間的封槽塊，機架上設有從動軸，從動軸上固定有輥面緊 貼擠壓輥輥面且位于擠壓座上方的鑄軋輥，鑄軋輥下部輥面與擠壓座和封槽塊上部表面過 渡配合，鑄軋輥周圍設有固定在機架上的結晶器，結晶器上開有結晶孔且結晶孔的下端位 于鑄軋輥和擠壓槽接觸部位的上方，結晶器下部表面與鑄軋輥和擠壓輥的輥面過渡配合， 主動軸和從動軸上設有旋轉驅動機構。旋轉驅動機構是本領域技術人員容易實現的。工作 時，液態坯料由高溫液泵輸送至結晶器的結晶孔中，然后液態坯料在結晶器的作用下變為 半固態坯料，然后在旋轉驅動機構的作用下主動軸和從動軸反向旋轉，從而帶動擠壓輥和 鑄軋輥反向旋轉，將半固態坯料不斷地咬入擠壓輥的擠壓槽內來實現擠壓，在摩擦力和擠 壓力的共同作用下坯料達到擠壓溫度，接著在擋料塊的作用下坯料進入模具，將坯料擠壓 成形，由于坯料受到連續大剪切變形，因此改變了其基體相的組織結構，進而大大提高了型 材的性能。旋轉驅動機構包括固定在主動軸上的主動齒輪和固定在從動軸上的且與主動齒 輪嚙合的從動齒輪，主動軸的一端設有電機，當驅動主動軸和從動軸旋轉時，啟動電機，帶動主動軸旋轉，主動軸上的主動齒輪帶動從動齒輪轉動，進而從動齒輪帶動從動軸相對主 動軸反方向旋轉。擠壓槽為軸向分布的兩個擠壓槽，結晶器上開有兩個結晶孔，鑄軋輥是由輥面分 別壓在兩個擠壓槽上的兩部分組成，從動軸是由兩根短軸組成，且兩根短軸的相鄰一端套 在一起，其中一根短軸與鑄軋輥的一部分固定，另一根短軸與鑄軋輥的另一部分固定，從動 軸的另一根短軸上設有旋轉驅動機構，工作時，由于采用兩擠壓槽的擠壓輥，兩擠壓槽內的 半固態坯料同時進入模具的型腔，便于對直徑要求較大的坯料成形；同時通過調節兩根短 軸的轉速進而調節鑄軋輥兩部分的轉速，保證兩個擠壓槽內的擠壓力平衡，從而防止坯料 在模具型腔內的跑偏現象，使型材表面光滑且壁厚均勻。擠壓座上開有與模具型腔連通的通孔，在通孔內通入不同的包覆材料，當其與模 具型腔內的坯料混合后，即可完成型材的復合和包覆作業，通孔和模具型腔的軸線位于同 一直線上，即切線擠壓法，而擠壓座和模具設置在擠壓輥的水平中心線上，即徑向擠壓法。封槽塊位于擠壓座與擠壓輥之間的間隙處，且封槽塊的弧面與擠壓輥的輥面過渡 配合，封槽塊的弧面上開有與擠壓輥的擠壓槽位置對應且相對擠壓輥軸線偏心的偏心槽， 偏心槽接近模具一側的直徑小于偏心槽另一側的直徑，工作時，封槽塊的偏心度為3-8mm， 此種結構設計更加合理，坯料受到擠壓輥和鑄軋輥的咬入擠壓力后進入擠壓槽，隨著擠壓 槽與偏心槽圍成空間的截面不斷縮小，半固態坯料受到進一步增壓，在擠壓槽內的摩擦力 和擠壓力逐步增大，進一步提高了型材的性能。封槽塊的弧角為180° -320 °，且封槽塊與擠壓輥輥面之間的間隙距離為 0. 5mm-l. 5mm，封槽塊的弧角設置使半固態坯料的增壓效果更好，增壓后的型材性能達到最 佳效果；同時間隙距離的調整在滿足擠壓效果的前提下，延長了封槽塊的使用壽命，減小應 更換封槽塊存在費時費力進而影響生產效率的問題。模具型腔內的溫度為520°C -580°C，用以保證型材從模具中出來時其內部的組合 結構不發生變化，進而保證型材的性能；同時模具型腔內的溫度是通過多次試驗測得的。結晶器采用水冷結晶器，且結晶器的溫度為300°C -450°C，水冷結晶器的結構設 計合理，且結晶器的溫度范圍使經過結晶器的液態坯料形成半固態坯料的效果較好；且結 晶器的溫度選擇是通過多次試驗測得的，如結晶器的溫度過高或過低，都會影響半固態坯 料的咬入效果。鑄軋輥和擠壓輥的轉速比的范圍是1 1-1.5 1，此時鑄軋輥和擠壓輥轉動咬入 半固態坯料的擠壓力效果最好，轉速比的范圍是經多次試驗測得的。本發明通過合理的改進克服了現有鋁、鎂合金及復合材料加工成形裝置由于結構 缺陷存在成形困難且型材性能較低的問題，通過增設鑄軋輥和結晶器大大改善了坯料的咬 入和擠壓效果，進而提高了型材的性能，使得型材制造成高精薄壁、特細、超長的要求成為 可能，同時具有結構簡單、操作方便且成本低的優點。
圖1為本發明的結構示意圖。圖2為圖1的俯視示意圖。圖3為圖1中擠壓輥上有兩個擠壓槽的結構示意圖。
權利要求
一種鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，包括機架、擠壓座(1)、擋料塊(15)、主動軸(9)以及固定在其上且輥面上開有擠壓槽(2)的擠壓輥(3)、模具(4)以及位于擠壓座(1)和擠壓輥(3)之間的封槽塊(5)，其特征在于機架上設有從動軸(10)，從動軸(10)上固定有輥面緊貼擠壓輥(3)輥面且位于擠壓座(1)上方的鑄軋輥(6)，鑄軋輥(6)下部輥面與擠壓座(1)和封槽塊(5)上部表面過渡配合，鑄軋輥(6)周圍設有固定在機架上的結晶器(7)，結晶器(7)上開有結晶孔(8)且結晶孔(8)的下端位于鑄軋輥(6)和擠壓槽(2)接觸部位的上方，結晶器(7)下部表面與鑄軋輥(6)和擠壓輥(3)的輥面過渡配合，主動軸(9)和從動軸(10)上設有旋轉驅動機構。
2.根據權利要求1所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，其特征 在于旋轉驅動機構包括固定在主動軸(9)上的主動齒輪(11)和固定在從動軸(10)上的 且與主動齒輪(9)嚙合的從動齒輪(12)，主動軸(9)的一端設有電機。
3.根據權利要求1所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，其特征 在于擠壓槽⑵為軸向分布的兩個擠壓槽⑵，結晶器(7)上開有兩個結晶孔(8)，鑄軋輥 (6)是由輥面分別壓在兩個擠壓槽(2)上的兩部分組成，從動軸(9)是由兩根短軸組成，且 兩根短軸的相鄰一端套在一起，其中一根短軸與鑄軋輥(6)的一部分固定，另一根短軸與 鑄軋輥(6)的另一部分固定，從動軸(9)的另一根短軸上設有旋轉驅動機構。
4.根據權利要求1、2或3所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置， 其特征在于擠壓座(1)上開有與模具(4)型腔連通的通孔(13)。
5.根據權利要求1、2或3所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置， 其特征在于封槽塊(5)位于擠壓座(1)與擠壓輥(3)之間的間隙處，且封槽塊(5)的弧面 與擠壓輥(3)的輥面過渡配合，封槽塊(5)的弧面上開有與擠壓輥(3)的擠壓槽(2)位置 對應且相對擠壓輥(3)軸線偏心的偏心槽，偏心槽接近模具(4) 一側的直徑小于偏心槽另 一側的直徑。
6.根據權利要求4所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，其特征 在于封槽塊(5)位于擠壓座(1)與擠壓輥(3)之間的間隙處，且封槽塊(5)的弧面與擠壓 輥(3)的輥面過渡配合，封槽塊(5)的弧面上開有與擠壓輥(3)的擠壓槽(2)位置對應且 相對擠壓輥(3)軸線偏心的偏心槽，偏心槽接近模具(4) 一側的直徑小于偏心槽另一側的直徑。
7.根據權利要求1、2或3所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置， 其特征在于封槽塊(5)的弧角為180° -320°，且封槽塊(5)與擠壓輥(3)輥面之間的間 隙距離為0. 5mm-1. 5mm。
8.根據權利要求1、2或3所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置， 其特征在于模具(4)型腔內的溫度為520°C -580°C。
9.根據權利要求1、2或3所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置， 其特征在于結晶器(7)采用水冷結晶器，且結晶器(7)的溫度為300°C -450°C。
10.根據權利要求1或2所述的鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，其 特征在于鑄軋輥(6)和擠壓輥(3)的轉速比的范圍是1 1-1. 5 1。
全文摘要
本發明具體為一種鋁、鎂、銅合金及復合材料的連續鑄軋擠壓成形裝置，解決了現有鋁、鎂合金及復合材料加工成形裝置由于結構缺陷存在型材性能較低的問題。機架上設有從動軸，從動軸上設有鑄軋輥，且鑄軋輥下部輥面與擠壓座和封槽塊上部表面過渡配合，鑄軋輥和擠壓輥的上方設有結晶器，結晶器上開有結晶孔且結晶孔的下端位于鑄軋輥和擠壓輥接觸部位的上方，結晶器下部表面與鑄軋輥和擠壓輥的輥面過渡配合，主動軸和從動軸上設有旋轉驅動機構。本發明通過增設鑄軋輥和結晶器大大提高了型材的性能，使得型材制造成高精薄壁、特細、超長的要求成為可能，同時具有結構簡單、操作方便且成本低的優點。
文檔編號B21B3/02GK101905241SQ20101022067
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月3日 優先權日2010年7月3日
發明者呂大俊 申請人:山西奧銘科技有限公司