专利名称：挤压机的水封头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铜管(铜坯穿孔)挤压加工中的一种水封挤压保护装置，具体为一种挤压机的水封头。
在铜管材加工工艺中，最常规的也即已广泛被市场接受的是用挤压机将铜坯锭挤成空心坯管，然后通过轧制或拉伸减径减壁直到成品管。因将实心铜坯锭挤压成空坯管必须在加热状态下，所以老式的挤压加工工艺得到的挤压坯管表面覆盖着一层黑色的氧化膜，只有通过酸洗工艺将此氧化膜洗去，露出紫铜的暗红色表面才能继续加工至成品管。酸洗工艺不仅存在环保问题，而且给坯管带来很多不稳定的质量问题，现在世界各国基本都采用先进的水封挤压工艺取代老式的挤压工艺。
现行水封挤压工艺所用的机械设备，不论其设备如何设计，基本方式只有一个，如图3所示即为现有的一种水封挤压设备。其结构及工作过程概述如下将加热至800℃以上的实心圆形挤压坯锭25通过机械装置置入挤压筒23内，挤压筒锁紧在挤压机前横梁29上，挤压模26由挤压模垫27支撑在前横梁29上。挤压模和挤压模垫装在移动模架28上，挤压轴21将实心锭25推到挤压模前，挤压轴继续前进时实心锭将变形，充填满整个挤压筒23，此时穿孔针22前进，在已充填好的实心锭25中间穿出一个孔。水封挤压时穿孔针22穿孔位置受到严格控制以确保通过挤压模26的管端实心铜锭25顶部不掉落，这样继续挤压时管材内部就成真空状态，保证了内表面质量。当穿孔针穿出内孔后，挤压轴再一次前进，进行管材挤压，挤压轴通过挤压垫24将足够大的变形力施加到铜坯锭上，铜坯被强迫从挤压模26和穿孔针22形成的环状空间中挤出，形成所希望得到的毛管。如图所示，水封头100将挤压机前横梁29和水槽30紧连在一起。水槽中的水位比水封头100高，冷却水通过水封头倒流至前横梁29，并进入移动模架28的支承垫孔内，通过由挤压模26成形前进的毛管直接进入水中。由于高温表面被水保护住、与空气隔绝，成品挤压坯管在水槽30中缓冷后离开。这样挤压形成的坯管表面是铜的本色，没有黑色氧化膜，不用进入酸洗工艺。在非挤压周期，水封头通过进水管8′往坯管前进方向喷水，选择合适的喷水角度，当水封头喷出的高压水所具有的动能和水槽30高位水向挤压机倒灌的势能相当时，就可将水槽水挡住而不会往前梁倒水，原残存在挤压模26后端的冷却水顺卸流孔13卸去，挤压筒23和挤压模26可在无水的状态下正常操作运行，这就是水封挤压的全过程。
和老式的挤压工艺相比，水封挤压的坯管由于在水槽中冷却速度比空气中快得多，不仅没有氧化膜，而且坯管晶粒细小，加工性能优良。但是在现有的水封挤压工艺中有一很明显的却不曾被人注意的缺陷。从上述工艺可以看出，在挤压时，挤压模26后面空腔内充满冷却水，当挤压坯管从挤压模中通过进入后腔时，冷却水在冷却高温坯管时自身也迅速被加热汽化，随着坯管往前进，水封头内的水越来越热，水封的冷却效果就越来越差，虽然水封的功能(挡住水槽水不往挤压机横梁倒流)能很正常地完成，而对坯管冷却淬火的功能却不够完善。
本实用新型的目的在于提供一种能提高坯管的冷却淬火功能的挤压机的水封头。
为实现上述目的，本实用新型提供一种挤压机的水封头，包括一水封内胆、一具有进水管的水封外套和一后环，所述水封内胆和水封外套的后端与所述后环相整体连接，其前端间隔相套，安装于一安装环上，且下方设有一卸流孔，其特点是所述水封内胆和外套之间设有第一、第二两个间隔环壁，所述的进水管为三个，分别为第一、二、三进水管，它们分别设于相邻间隔环壁的外套上，其第二、第三进水管相对的内胆壁上分别设有第二、第三喷孔，所述的第一进水管通过内胆与外套的间隙与第一喷孔相连通。
上述的挤压机的水封头，其中，所述位于安装环前端的水封头的内胆和外套具有一整体延伸端。
本实用新型由于增添了二个在挤压周期时强化冷却的进水管一次强冷管7和二次强冷管9，且将水封头伸进挤压机前横梁孔内，以使喷出的冷却水直接进入模子出口处。这样，当正常的挤压程序进行时，坯管从挤压模中挤出，坯管表面不再是越来越热，甚至有一层汽化膜，而是不断被喷出的冷却水强冷，淬火。这时水封冷却的概念有所变化，坯管不是被动地被冷却，而是被两股高压水不断地强化冲击。如此，水的低温度、水的表面冲击以及一直通到接近模出口处的冷却水同时造成了热交换的强化效果，因而给坯管带来更优的结晶过程，由于再结晶过程被充分抑制，使坯管晶粒度细化。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图2中水封头部分的局部放大图；图3为已有技术的水封挤压保护装置。
如
图1、2所示，挤压机通过水封头100与水槽30连通。在该水封头100上方设有进水管，下方开设一卸流孔13。挤压机的水封头100包括一水封内胆1、一具有进水管的水封外套2和一后环3，水封内胆1和水封外套2的后端与后环3相整体连接，水封内胆1和外套2的前端间隔相套，安装在一安装环4上，并且，位于安装环前端的水封头的内胆和外套具有一整体延伸端14。在内胆1和外套2之间设有第一、第二两个间隔环壁5、6，进水管为三个，即第一进水管7、第二进水管8和第三进水管9，它们分别设于相邻间隔环壁5、6的外套上。第一进水管7通过内胆1与外套2的间隙与第一喷孔12相连通；其第二、第三进水管8、9相对的内胆1壁上设有第二、第三喷孔10、11。
图1与已有技术图3相比，本实用新型在水封头100上装设有三根进水管7、8、9，即新增了两个在挤压周期时强化冷却的进水管一次强冷管7和二次强冷管9；且水封头具有一整体延伸端14，它伸进挤压机前横梁29孔内，以使喷出的冷却水可直接进入模子出口处。第一、第二两个间隔环壁5、6将由水封内胆1和外套2组成的环状流水空间分成三个区。
图1、2中进水管8与已有技术图3中的水封进水管8′具同样的功能，当非挤压周期时，该喷水管8进高压水，由高压水的动能挡住水槽里冷却水的倒流，此时进水管右端的水顺卸流孔13卸去，挤压机前横梁29出口腔中无水，移动模架28也无水，机器正常运转。当坯锭25进入挤压筒23并被锁定在挤压模26前，挤压轴21加压将坯锭镦粗，充填满挤压筒，水封进水管8停止喷水，水箱内的水将倒流回挤压模26后端，此时，即形成现有的水封挤压工艺状态。
在使用本实用新型的过程中，当水封管8断水，停止喷水后，一次强冷水管7和二次强冷水管9开始进水，强冷水由二强冷管7、9送进水封头，一次强冷管7送进的冷却水顺不锈钢内外空间的通道一直送到挤压机前横梁29孔腔内，已挤压成型的坯管20脱离外模前进，直接受到一次强冷水的冲击，降温；坯管前进到二次强冷管喷水区间，又一次受到强冷水的冲击，此时该管表面温度己经冷至200℃以下。两次冷水喷水(两个喷孔12、11)之间的间隔距离L以为800～1200mm为宜。
一次强冷水管7的冷水喷射角度α约垂直于坯管前进方向(α约为80-90度)，此时喷出的水充满在整个挤压模26后腔内，冷却水喷射点尽可能接近挤压机前横梁受力平面(即紧贴支承膜垫处)。二次强冷水喷水角度β在75～85度之间。冷却水温以室外自然温度为宜，也即整个水封系统另有冷却塔装置来控制冷却水温度。
这样，当正常的挤压程序进行时，坯管20从挤压模26中挤出，坯管表面不再是越来越热，甚至有一层汽化膜，而是不断被喷出的冷却水强冷，淬火。这时坯管不是被动地被一次冷却，而是被两股由一、二次强冷水管7、9喷出的高压水不断地强化冲击。由于水的低温度、水的表面冲击以及一直通到接近模出口处的冷却水同时造成了热交换的强化效果，因而给坯管带来更优的结晶过程，由于再结晶过程被充分抑制，使坯管晶粒度达到细化。
据实际测试，本实用新型可使挤压坯管整体提高0.01mm的晶粒度，即原先坯管晶粒度在0.045～0.060，现在坯管晶粒度在0.035～0.045之间。从坯管的外观看，坯管在脱离水槽时看上去是弯曲的，而用老工艺的坯管相对要直一些，这是因淬火强度不同造成坯管软硬不一所致。
本实用新型水封头是由不锈钢板焊接而成。
权利要求1．一种挤压机的水封头(100)，包括一水封内胆(1)、一具有进水管的水封外套(2)和一后环(3)，所述水封内胆和水封外套的后端与所述后环相整体连接，其前端间隔相套，安装于一安装环(4)上，且下方设有一卸流孔(13)，其特征在于所述水封内胆(1)和外套(2)之间设有第一、第二两个间隔环壁(5、6)，所述的进水管为三个，分别为第一、二、三进水管(7、8、9)，它们分别设于相邻间隔环壁的外套上，其第二、第三进水管(8、9)相对的内胆壁上分别设有第二、第三喷孔(10、11)，所述的第一进水管(7)通过内胆(1)与外套(2)的间隙与第一喷孔(12)相连通。
2．根据权利要求1所述的挤压机的水封头，其特征在于所述位于安装环前端的水封头的内胆和外套具有一整体延伸端(14)。
3．根据权利要求1所述的挤压机的水封头，其特征在于所述第一、第三喷孔(12、11)之间的距离L为800～1200mm。
4．根据权利要求1所述的挤压机的水封头，其特征在于所述第一喷孔(12)的喷水角度与坯管前进方向成80-90度夹角α，第三喷孔(11)的喷水角度β为70～85度。
专利摘要挤压机的水封头,包括:一水封内胆、一具有进水管的水封外套和一后环,内胆和外套的后端与后环相整体连接,前端间隔相套,安装于一安装环上,其特点是:内胆和外套之间设有第一、第二两个间隔环壁,进水管为三个,分别为第一、二、三进水管,它们分别设于相邻间隔环壁的外套上,第一进水管通过内胆与外套的间隙与第一喷孔相连通,且内胆和外套具有一整体延伸端,第二、第三进水管相对的内胆壁上分别设有第二、第三喷孔。
文档编号B21C23/08GK2431058SQ0021794
公开日2001年5月23日 申请日期2000年6月8日 优先权日2000年6月8日
发明者王晓邦 申请人:王晓邦