專利名稱：高強度耐磨金屬槽筒及其加工方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及并紗、染紗、絡紗用金屬槽筒，以及它的液壓成形方法和專用設備。
制造金屬槽筒一般采用精鑄或不銹鋼分段沖槽-對接點焊-膠封接縫-光整成活。其工序繁多、技術復雜、成本很高。
中科院金屬所研制成功后為某廠申請專利(申請?zhí)?3116679.9)的氣脹成形法為金屬槽筒的生產(chǎn)開避了一條新途徑。然而由于ZnAl5和ZnAl22的強度太低、耐磨性太差。鍍硬鉻雖能提高表面耐磨性，但鉻層不可能鍍?nèi)雽Ъ啿凵顚?，而槽底及槽深側正是絡制長絲、高彈大拉力諸如毛、麻、絲、尼龍、錦綸、滌綸等紗錠過程中最有用、最易磨損的部位。故很快出現(xiàn)磨痕甚至磨破而報廢……。
本發(fā)明的目的是提供一種高強度耐磨金屬槽筒及其加工方法和設備。
本發(fā)明的金屬槽筒為鋅鋁共析型合金，由以下組分組成(重量百分比)Zn 67-73 AL 24-30Si 2-6 Cu 0.02-2Mg 0.02-0.06 Cr 0.05-0.1Zr 0.05-0.1Mn 0.05-0.1上述合金金屬槽筒的加工方法包括以下步驟1、將合金各組分熔化、精煉、除渣、脫氣、靜置后，在水冷澆注模中鑄成棒料；2、機加工去氧化層、鉆制導向中心孔；3、護散退火均勻化處理，退火溫度360-380℃，時間8h；4、加熱并保持溫度250-260℃，1h，經(jīng)液壓擠管機正擠壓成柱管；5、加工錐形槽筒時，將柱管經(jīng)液壓錐管成形機擠壓縮徑成錐管；6、將柱管或錐管加熱后置入液壓超塑槽筒成形機型模中，保持溫度260-310℃，向封閉狀態(tài)的柱管或錐管空腔壓入載壓傳導油，壓力值0.2-4.8Mpa，液脹成形后保壓30分，脫膜；
7、切除槽筒端部密封口，組裝端蓋精整外表面，進行動平衡調(diào)整及導紗試驗；8、表面真空鍍碳化鈦膜或氮化鈦膜。
本發(fā)明的加工方法涉及水冷澆注模、液壓擠管機、液壓錐管成形機和液壓超塑槽筒成形機。
水冷澆注模由左、右半模1、2構成，各半膜均設有帶進、出水口3、4的冷卻水套5；液壓擠管機的工作臺14固定有帶電加熱套10的擠管模套9，與其柱管芯孔相對應的工作臺設有出料孔，孔內(nèi)居中設置由頂桿15、頂柱12支撐的頂珠11，模套的柱管芯孔上方設有與液壓滑塊7固定的與其動配合的沖頭8；液壓錐管成形機的工作臺14設有與其滑動接合的，由兩側拉簧16牽動的結合部設有柱管臥槽的左、右托架17，各托架設有垂直嵌入變徑楔鐵18的孔槽，靠柱管臥槽的側壁設有與變徑楔鐵接觸的滾珠37，變徑楔鐵18上端與液壓滑塊7相固定，液壓滑塊底面固定有帶電加熱線圈的錐管凹模20；液壓超塑槽筒成形機的下缸D與下模座26底部增壓缸29的活塞桿相連接，下模座中心的下錐臺32′設有與增壓缸相通的注、回油孔33，下模座設有帶予熱線圈27的保溫套28，增壓缸外側設有升溫線圈30及保溫套，上缸C通過連桿與上模座23相接，設在其中心部位的上錐臺32連接有帶橫向球壓簧36的柱芯35，六瓣模24的頂部及背部與上、下模座分別通過T形槽相互銜接，六瓣模上、下端設有密封刀口34。
液壓擠管機工作臺14與擠管模套9之間設有隔熱板13；液壓超塑槽筒成形機的上缸C的連桿和增壓缸29的活塞桿設有冷卻水套31。
下面以附圖和實施例說明本發(fā)明附
圖1水冷澆注模結構示意圖附圖2液壓擠管機結構剖面示意圖附圖3液壓錐管成形機結構剖面示意圖附圖4液壓超塑槽筒成形機結構剖面示意中1左半模，2右半模，3出水口，4進水口，5冷卻水套，6棒料，7液壓機滑塊，8沖頭，9擠管模套，10電加熱套，11頂珠，12頂柱，13隔熱板，14工作臺，15頂桿，16、拉簧，17左、右托架、18變徑楔鐵，19管坯，20錐管凹模，21低壓電源，22絕緣板，23上模座，24六瓣模，25筒體坯料，26下模座，27予熱線圈，28保溫套，29增壓缸，30升溫線圈，31冷卻水套，32上錐臺，32′下錐臺，33注、回油孔，34密封刀口，35柱芯，36球壓簧，37滾珠。
實施例的槽筒其合金組分配比如下(重量百分比)Zn69,Al27,Si2,Cu1.8,Cr0.05,Mg0.05,Mn0.05,Zr0.05。
按上述配比稱重的各組分經(jīng)熔化、精練、除渣、脫氣、靜置后，注入水冷澆注模成棒料，本模具不僅加快棒料脫模時間而提高產(chǎn)量，更重要的是鑄件在低溫下能獲得微細結晶，提高其超塑性能。棒料經(jīng)機加工方式除去氧化表層并鉆制導向中心孔；棒料擴散退火均勻化處理，溫度360℃，時間8h，加熱并保持溫度250℃，1h，在液壓擠管機中正擠壓成柱管；若加工錐形筒體，將柱管在液壓錐管成形機中縮徑擠壓錐管，將加熱后的柱管或錐管置入液壓超塑槽筒成形機型模中，保持溫度在250，向封閉狀態(tài)的柱管或錐管芯孔壓入載壓油，壓力3Mpa。保壓30分鐘后脫膜，切除槽筒端部密封口，組裝端蓋精整外表面，完成動平衡調(diào)整及導紗試驗后，再做表面鍍復氮化鈦膜處理即得成品。
本發(fā)明的加工方法中步驟1所涉及的水冷澆注模結構見圖1，其左、右半膜1、2均設有帶進、出水口3、4的冷卻水套，圖中標號6為棒料。
本發(fā)明的加工方法中步驟4所涉及的液壓擠管機結構見圖2，工作臺14固定有帶電加熱套10的擠管模套9，其中心設有柱管芯孔，與其對應的工作臺設置的出料孔中，由底部機座固定位于出料孔中心的由頂桿15、頂柱12支撐的頂珠11，本機的液壓滑塊7固定的沖頭8與擠管模套的柱管芯孔滑配合。加熱的棒料置于柱管芯孔中并由電加熱套保持其溫度，棒料的導向中心孔與頂珠吻合，在沖頭擠壓下得到柱管，正擠壓的效果是柱管壁厚均勻。
本發(fā)明的加工方法中步驟5所涉及的液壓錐管成形機結構見圖3，工作臺14上設置可由兩側拉簧16拉動的左、右托架17，其結合部設有容納柱管的臥槽，本機的液壓滑塊7設有與柱管臥槽相對應的錐管凹模20和定位左、右托架的變徑楔鐵18，托架設有臥置變徑楔鐵的孔槽，各孔槽的側壁裝有滾珠37。當錐管凹模下移擠壓柱管端口時，變徑楔鐵和滾珠作用使托架緊密接合。錐管凹模設有電加熱裝置，由低壓電源21提供電壓，使柱管端口溫度得以保持。
本發(fā)明的加工方法中步驟6所涉及的液壓超塑槽筒成形機結構見圖4，上模座23通過連桿與上缸C連接，下模座26底部的增壓缸29其活塞桿與下缸D連接，上、下模座分別設有可封堵筒體坯料25即柱管或錐管的上、下錐臺32、32′，六瓣模24頂端與上模座由T形槽連接，背部與下模座同樣由T形槽滑動連接，上錐臺還設有固定坯料的裝有橫向球彈簧36的柱芯35。上缸C下行，六瓣模在T形槽作用下合攏，其兩端的密封刀口34配合上、下錐臺使胚料成為密閉腔體。下缸D上行，增壓缸活塞隨之上行，使具備成形溫度和壓強的傳導油經(jīng)注、回油孔33壓入坯料使之液壓成形，保溫保壓后下缸D回程，傳導油回流增壓缸。上缸C回程，上模座脫離下模座同時六瓣模張開即可卸料并重新裝料。下模座設有電熱線圈27和保溫套28，增壓缸設有升溫線圈30及保溫套，上缸C的連桿和增壓缸的活塞桿均設有冷卻水套31。
本發(fā)明與氣脹超塑成形合金槽筒相比，具有精度高耐磨性能優(yōu)異、使用壽命長的顯著優(yōu)點，可廣泛用于各種長絲、拉力大、高強度、高彈力紗線的絡紗。液壓超塑成形工藝簡單可靠，可適應各種硬度較高的合金超塑加工。
權利要求
1.高強度耐磨金屬槽筒，由鋅鋁共析型合金所組成，其特征在于它由以下組分組成(重量百分比)Zn67-73,Al24-30,Si2-6,Cu0.02-2,Cr0.05-0.1 Mg0.02-0.06,Mn0.05-0.1Zr0.05-0.1。
2.高強度耐磨金屬槽筒的加工方法，其特征是包括如下步驟1)將合金組分配比熔化、精煉、除渣、脫氣、靜置后，在水冷澆注模中鑄成棒材；2)機加工去氧化層、鉆制導向中心孔；3)擴散退火均勻化處理，溫度360-380℃，時間8h；4)加熱并保持溫度250-260℃1h，經(jīng)液壓擠管機正擠壓成柱管；5)加工錐形槽筒時，將柱管經(jīng)錐管成形機擠壓縮徑成錐管；6)將柱管或錐管加熱后置入液壓超塑成形機型模中，保持溫度260～310℃，向封閉狀態(tài)的柱管或錐管空腔壓入載壓傳導油，壓力值0.2-4.8Mpa，液脹成形后保壓30分，脫膜；7)切除槽筒端部密封口，組裝端蓋精整外表面，進行動平衡調(diào)整及導紗試驗；8)表面真空鍍碳化鈦膜或氮化鈦膜。
3.高強度耐磨金屬槽筒的加工設備，其特征是水冷澆注模由左、右半模構成，各半模均設有帶進、出水口的冷卻水套；液壓擠管機的工作臺固定有帶電加熱套的擠管模套，與其柱管芯孔相對應的工作臺設有出料孔，孔內(nèi)居中設置由頂桿，頂柱支撐的頂珠，模套的柱管芯孔上方設有與液壓滑塊相固定的與其動配合的沖頭；液壓錐管成形機的工作臺設有與其滑動接合的、由兩側拉簧牽動的結合部設有柱管臥槽的左、右托架，各托架設有垂直嵌入變徑楔鐵的孔槽，靠柱管臥槽的側壁設有與變徑楔鐵接觸的滾珠，變徑楔鐵上端與液壓滑塊相固定，液壓滑塊底面固定有帶電加熱線圈的錐管凹模；液壓超塑槽筒成形機的下缸D與下模座底部增壓缸的活塞桿相連接，下模座中心的下錐臺設有與增壓缸相通的注、回油孔，下模座設有帶予熱線圈的保溫套，增壓缸外側設有升溫線圈及保溫套，上缸C通過連桿與上模座相接，設在其中心部位的上錐臺連接有帶橫向球壓簧的柱芯，六瓣模的頂部及背部與上、下模座通過T形槽相互銜接，六瓣模上、下端設有密封刀口。
4.如權利要求3所述的加工設備，其特征是液壓擠管機工作臺與擠管模套之間設有隔熱板。
5.如權利要求3所述的加工設備，其特征是液壓超塑槽筒成形機的上缸C的連桿和增壓缸的活塞桿設有冷卻水套。
全文摘要
本發(fā)明涉及的液壓超塑金屬槽筒,由重量百分比67—73的Zn、24—30的Al、2～6的Si和0.02—2的Cu、0.02—0.06的Mg以及0.05—0.1的Cr、Mn、Zr組成。配比各組分經(jīng)熔煉鑄棒、去氧化層鉆孔、擴散退火、正擠壓制管及縮徑擠壓成錐管后,在液壓超塑槽筒成形機型模中擠壓成形,經(jīng)組裝后得金屬槽筒,本槽筒精度高耐磨性好,可廣泛用于各種高強度、高彈力紗線的絡制,液壓超塑成形工藝簡單可靠,可適應各種硬度較高合金的超塑加工。
文檔編號C22C18/00GK1226606SQ9910073
公開日1999年8月25日 申請日期1999年2月12日 優(yōu)先權日1999年2月12日
發(fā)明者陳洪謀, 劉明禮, 王鴻銘 申請人:天津德塔超塑技術發(fā)展有限公司