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大宽厚比铜排连续挤压物理模拟与生产实践

代娜娜  
【摘要】:各种规格的铜导电排在工业电力传输中扮演着重大作用,具有巨大需求,铜排的传统生产方法为挤压、轧制或是挤压与轧制相配合,但传统的生产方法工艺流程长,设备资金投入巨大。连续挤压技术由于其节能、高效、短流程、近终形、设备资金投入小、铜排组织性能优越等优势,已经基本取代铜排的传统生产工艺。但是在采用连续挤压技术开发大宽厚比大截面铜排的过程中,由于需要进行大扩展比的变形,导致铜排在成形过程中金属流动不均匀,产生裂边、色差、产品横向组织不均匀以及存在厚度尺寸差等问题。 目前,TJ550型连续挤压机生产的铜排,其最大生产尺寸为204.5mm×15mm,其扩展比为9.30,宽厚比为13.6。为了实现204.5mm×7.5mm尺寸铜排的产品研发,本文采用物理模拟技术和现场试验相结合的方法,对连续挤压大截面大宽厚比铜排的模具结构设计进行研究。物理模拟采用橡胶泥作为模拟材料,将有机玻璃加工成1:1的工装模具,根据橡胶泥在模具中的流动规律,初步确定模具结构,进行生产用模具的设计与制造,在TJ550型连续挤压机上进行现场试验,再根据试验结果进行适当的模具修正。 通过研究获得了连续挤压大扩展比及大宽厚比铜排的模具设计规律,包括大扩展比所需的“哑铃状”导流槽结构参数、定径带宽度、阻流面宽度及阻流角度沿产品宽度方向的变化规律。据此设计了三种具有大扩展比及大宽厚比的产品模具,经现场试验,在TJ550型连续挤压机上对204.5mm×7.5mm规格铜排(扩展比为9.30,宽厚比为27.27)进行试生产时,消除了产品裂边,减小了产品色差及横向厚度不均匀。 论文最后对采用连续挤压技术生产铜铝合金的大型整体壁板型材的前景进行了展望。


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