纯铂杯形器皿挤压成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种金属塑性成形领域的技术，具体是一种纯铂杯形器皿挤压成形方法。
【背景技术】
[0002]实际中有一类化学器皿，需要在高温下工作，工作温度超过1000°C，此时需要采用铂金作为材质，铂金材料具有耐高温、耐腐蚀的天然特性。对于这种化学器皿制造，目前可以采用铂金薄板材，卷起后焊接成形。但是，实际熔炼时，这种器皿在高温下容易造成原液从焊缝处泄漏，影响化学反应质量，导致产品失效，无法满足使用要求。此外，由于铂金属于贵金属，一般不采用切削加工的方法，材料利用率低下，材料回收利用困难，而且金属纤维被切断，零件使用性能差。
[0003]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102049665，公开日2011.05.11，公开了一种N1-Cr-Mo耐蚀合金筒形件的制备方法，所采用的工艺步骤为:中频炉熔炼一离心铸造管坯一均匀化处理一机械加工一旋压一固溶处理一酸洗一精整一内外抛光一切定尺(筒形件的筒壁)一筒底圆片加工一筒底焊接。虽然加工出了无缝筒壁，但是底部与侧壁仍然需要采用氩弧焊进行焊接，其缺陷是焊缝处及焊接热影响区处的组织与板材组织差别较大，降低了杯形件的整体耐蚀性能。当杯形件的材料为Pt时，使用焊接的工艺方案其缺点在于:1、Pt的焊接性能不好，很多焊接方法不能用于Pt的焊接；2、当使用焊接方法时，焊缝处的性能与杯形件其他部分的性能差别较大，不利于杯形件的实际使用。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种纯铂杯形器皿挤压成形方法，采用正反复合挤压一次成形，彻底解决焊缝泄漏的缺陷，同时提高生产效率。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]本发明涉及一种纯铂杯形器皿挤压成形方法，通过对纯铂坯料的表面镀铜，利用铜材良好地延展性与自润滑性能，使铂材便于挤压变形，再利用正反复合挤压一次成形，接着进行酸洗去除表面的铜，清洗后进行去应力退火处理，并得到纯铂杯形器皿。
[0007]所述的纯铂坯料为空心结构，可以通过铸造工艺得到，其中坯料重量要与成品重量相等。
[0008]所述的纯铂坯料，优选预先经退火处理，使得铂材延伸率提升至90%以上。
[0009]所述的铸造工艺，便于将使用后杯形器皿回收再利用，减少铂材这种贵金属损耗。
[0010]所述的表面镀铜，采用电镀方式，镀层厚度控制在10?20 μ m，具体为:将铜置于阳极，待镀零件置于阴极，电镀盐溶液可选用焦磷酸钾或次磷酸钠。
[0011]所述的电镀，具体参数为:主盐浓度50?70g/L，电流密度10?30A/dm2，电镀溶液温度30?50 °C，电镀时间20?40min。
[0012]所述的正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，其内孔尺寸由心轴内径确定，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部。
[0013]所述的正反复合挤压，挤压时凸模下行速度为5mm/s?20mm/s。
[0014]所述的正反复合挤压，为保证材料利用率，挤压过程中上端杯部与下端杆部要求同时达到目标尺寸，应优选正反挤压变形程度之比ε = (D+t)/(dl+t)，并且凸、凹模过渡圆角半径之比m = rl/r2，其中:D为上端杯部内径，t为纯铂坯料厚度，dl为下端杆部内径，Π和r2分别为凸、凹模过渡圆角半径。
[0015]当上端杯部高度Hl与下端杆部高度H2比值为2，变形程度之比ε为5.1?6.8，圆角半径之比m为2.2?3.0。
[0016]所述的酸洗去铜处理，可采用浓硫酸腐蚀去铜，浓硫酸的质量分数为75%，酸洗时间45?120分钟，
[0017]所述的清洗，采用清水冲洗，除去表面残留酸液及其他杂质。
所述的去应力退火，退火温度为1000?1200°C，去除挤压变形过程中产生的残余应力，得到杯形器皿。
技术效果
[0018]与现有技术相比，本发明的技术效果包括:
[0019]I)可以保证杯形器皿无焊缝，提高其使用性能，避免焊缝缺陷引起的耐蚀性问题，大幅度降低原液泄漏的风险；
[0020]2)材料利用率高，保留了完整的金属流线，提高了杯形器皿的综合性能；
[0021]3)便于组织连续生产，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的工艺流程图；
[0023]图2是纯铂杯形器皿零件示意图；
[0024]图3是正反复合挤压模具示意图；
[0025]图中:1为心轴、2为凸模、3为凹模、4为还料、5为工件。
【具体实施方式】
[0026]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0027]如图1所示，本实施例包括以下操作步骤:
[0028]1、制坯，通过铸造工艺获得空心结构的纯铂坯料，进行退火处理。
[0029]2、表面镀铜，用电镀的方法在空心坯料表面镀上一层10 μm的铜镀层，具体电镀工艺相关参数为:主盐浓度60g/L，电流密度20A/dm2，电镀溶液温度30°C，电镀时间20min。
[0030]3、正反复合挤压，在室温条件下，采用具有心轴的凸模和杯形凹模进行挤压，挤压时凸模下行速度为10mm/S ;挤压过程中一部分坯料向下正向挤压，形成杯形器皿的下端杆部，另一部分坯料向上反向挤压，形成杯形器皿的上端杯部；
[0031]所述的正反复合挤压，为保证材料利用率，挤压过程中上端杯部与下端杆部要求同时达到目标尺寸，应优选正反挤压变形程度之比ε = (D+t)/(dl+t)，并且凸、凹模过渡圆角半径之比m = rl/r2，其中:D为上端杯部内径，t为纯铂坯料厚度，dl为下端杆部内径，Π和r2分别为凸、凹模过渡圆角半径。
[0032]当上端杯部高度Hl与下端杆部