一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：（1）以高純陰極銅為原料，將高純陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，牽引機(jī)組上引銅桿；（2）連續(xù)擠壓機(jī)組制備磁極線圈用銅型材坯料；（3）拉拔；（4）分切。本發(fā)明生產(chǎn)的磁極線圈用銅型材純度高、氧含量低、導(dǎo)電性能高、表面質(zhì)量高，該工藝流程短、高效、節(jié)能。
【專利說明】
一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磁極線圈應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)，磁極線圈多采用銅型材繞制而成，以利于散熱銅型材本身的截面設(shè)計(jì)成帶散熱筋形狀，為磁極提供了較大的散熱表面。特種規(guī)格的銅材主要考慮線圈的端部要為極間連接預(yù)留空間，所有極間連接部位的銅排的截面積均不小于繞組銅材的截面積。由于磁極線圈應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)的特殊性，對(duì)銅型材的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性有較高的要求。因此對(duì)銅型材的銅含量、氧含量、導(dǎo)電性能、尺寸公差、形位公差等要求也較高。
[0003]磁極線圈一般采用以下生產(chǎn)工藝方法:
真空爐熔煉一鑄錠一加熱一熱擠壓一拉拔一分切。
[0004]傳統(tǒng)的磁極線圈生產(chǎn)工藝存在投資規(guī)模大、成材率低、產(chǎn)品長(zhǎng)度有限、生產(chǎn)效率低、能耗大、廣品氧含量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，利用該工藝生產(chǎn)的磁極線圈用銅型材具有氧含量低、焊接性能優(yōu)異、塑性加工性能高、導(dǎo)電性能高、表面質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，且該工藝流程短、高效、節(jié)能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)上引連鑄:以高純陰極銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿，然后銅桿進(jìn)入收線裝置；
(2)連續(xù)擠壓:以步驟(I)制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組制備磁極線圈用銅型材坯料；
(3)拉拔:以步驟(2)制備的銅型材采用液壓拉拔機(jī)進(jìn)行拉伸變形，進(jìn)行一道次拉伸變形；
(4)分切:步驟(3)拉拔變形后的銅型材進(jìn)行分切。
[0007]所述步驟(I)中通過結(jié)晶器出水，出水溫度為35°C?40°C。
[0008]所述步驟(I)中的木碳為烘干的木碳，木炭粒度為30mm?38mm，覆蓋厚度為150mm?180mm;所述石墨磷片的覆蓋厚度為50mm?60mm。
[0009]所述步驟(I)中的熔煉裝置包括熔煉爐、保溫爐，在熔化爐與保溫爐之間設(shè)有隔倉(cāng)，熔化爐、隔倉(cāng)和保溫爐之間通過流溝相連，所述熔煉爐的溫度為1166°C?1170°C，保溫爐的溫度為1156 °C?1160 °C。
[0010]所述步驟(I)中的牽引機(jī)組上引銅桿的引桿速度為650?790mm/min，引桿直徑為Φ 20?25mm，冷卻循環(huán)出水溫度為35 °C?40 °C。
[0011]所述步驟(2)連續(xù)擠壓機(jī)的轉(zhuǎn)速為5?9r/min。
[0012]所述步驟(2)中采用導(dǎo)流成型裝置連續(xù)擠壓制備銅型材坯料，其中導(dǎo)流成型裝置包括導(dǎo)流模具和成型模具；導(dǎo)流模具中心01與成型模具中心02上下垂直，Rl 1=R21、R21 =2R22、L11=L21、L12=L22 +(5?10)mm、Hll= H21 +(10?20)mm。
[0013]所述步驟(3)采用液壓拉拔機(jī)對(duì)銅型材進(jìn)行拉伸變形，拉伸變形系數(shù)為1.05-1.2。
[0014]所述步驟(4)中銅型材的長(zhǎng)度偏差每米小于0.5mm。
[0015]所述隔倉(cāng)內(nèi)安裝有在線除氣裝置，通過在線除氣裝置向銅液內(nèi)充入99.996%的一氧化碳?xì)怏w，并通過受控的旋轉(zhuǎn)石墨軸和轉(zhuǎn)子，將計(jì)量的一氧化碳?xì)怏w壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻的分散在銅液中，氣源出口壓力0.2-0.5MPa，流量0.5-1.2Nm3/h，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在200-250r/min。
[0016]所制得的磁極線圈用銅型材的純度高Cu+Ag彡99.99%、氧含量小于0.0005%、導(dǎo)電率彡101%1403，抗拉強(qiáng)度大于27010^，延伸率大于15%，銅型材的扭擰度每米不大于0.5111111，銅型材的平面度每米不大于1_，銅型材的直度每米不大于0.5_。
[0017]本發(fā)明磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝具有如下有益效果:
1、采用高純陰極銅板為原料，利用銅液在線除氣、脫氧設(shè)備保證無氧銅棒的純度高Cu+Ag彡99.99%、氧含量小于0.0005%、銅型材的抗拉強(qiáng)度大于270MPa，延伸率大于15%，銅型材的扭抒度每米不大于0.5mm，銅型材的平面度每米不大于1mm，銅型材的直度每米不大于0.5_。導(dǎo)電率大于100%I ACS，滿足了磁極線圈用銅型材的使用。
[0018]2、采用導(dǎo)流模具和成型模具相結(jié)合形式進(jìn)行連續(xù)擠壓變形，滿足了磁極線圈用銅型材小截面變形的均勻性。
[0019]3、本發(fā)明流程短、高效、節(jié)能。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比節(jié)省了鑄錠加熱、熱擠壓等工序，有益效果是節(jié)約能耗50%以上，成材率達(dá)到80%以上。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明制得的磁極線圈用銅型材的形狀示意圖；
圖2為本發(fā)明的導(dǎo)流模具示意圖；
圖3為本發(fā)明的成型模具示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0022]實(shí)施例1
本實(shí)施例1 一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝包括如下步驟:
上弓I連鑄一連續(xù)擠壓一拉拔一分切具體的步驟為:
(I)、上引連鑄
以高純陰極銅為原料，將高純陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿，，然后銅桿進(jìn)入收線裝置。
[0023]進(jìn)一步設(shè)置為:結(jié)晶器出水溫度控制在35°C，熔煉爐的溫度為1166°C，采用烘干的木碳覆蓋，保證熔煉爐的還原氣氛;木炭粒度為30mm，覆蓋厚度150mm。保溫爐的溫度為11560C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度50_。
[0024]熔煉裝置包括熔煉爐、保溫爐，在熔化爐與保溫爐之間設(shè)有隔倉(cāng)，熔化爐、隔倉(cāng)和保溫爐之間通過流溝相連，流溝高出爐底200mm，可促進(jìn)銅液流動(dòng)的均勻性，可以起到除渣的效果。在隔倉(cāng)內(nèi)安裝有在線除氣裝置，通過在線除氣裝置向銅液內(nèi)充入99.996%的一氧化碳?xì)怏w，并通過受控的旋轉(zhuǎn)石墨軸和轉(zhuǎn)子，將計(jì)量的一氧化碳?xì)怏w壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻的分散在銅液中，從而達(dá)到除氣、脫氧的目的，氣源出口壓力0.5MPa，流量
0.5Nm3/h，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在200r/min。
[0025]用牽引機(jī)組上引銅桿，然后銅桿進(jìn)入收線裝置。引桿速度650mm/min，引桿直徑Φ20mm，冷卻循環(huán)出水溫度35 °C?40 °C。
[0026]制備的無氧銅桿純度高Cu+Ag彡99.99%、氧含量小于0.0003%、導(dǎo)電率101.5%1厶〇5。
[0027](2)連續(xù)擠壓
以步驟I制備的無氧銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組制備銅型材坯料，連續(xù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速為5r/min。
[0028]采用導(dǎo)流成型裝置連續(xù)擠壓制備銅型材坯料，其中導(dǎo)流成型裝置包括導(dǎo)流模具和成型模具。導(dǎo)流模具中心01與成型模具中心02上下垂直，1?11=1?21、1?21=21?22、1^11=1^1、1^12=L22 + 10mm、
Hll= H21 + 20mm。
[0029](3)拉拔
采用液壓拉拔機(jī)對(duì)銅型材進(jìn)行拉伸變形，拉伸變形系數(shù)為1.1。銅型材的抗拉強(qiáng)度大于270MPa，延伸率大于15%，銅型材的扭擰度每米0.2mm，銅型材的平面度每米0.5mm，銅型材的直度每米不大于0.5mm，導(dǎo)電率大于100%IACS。
[0030](4)分切
采用分切設(shè)備按照客戶合同要求尺寸對(duì)銅型材進(jìn)行分切，銅型材的長(zhǎng)度偏差每米為
0.2mm。
[0031]性能測(cè)試及分析
通過本領(lǐng)域公知的技術(shù)對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行性能測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論:
制備的磁極線圈用銅型材純度高Cu+Ag彡99.99%、氧含量小于0.0005%、導(dǎo)電率彡101%IACS，抗拉強(qiáng)度大于270MPa，延伸率大于15%，銅型材的扭擰度每米不大于0.5mm，銅型材的平面度每米不大于1mm，銅型材的直度每米不大于0.5_。
[0032]本發(fā)明生產(chǎn)的磁極線圈用銅型材純度高、氧含量低、導(dǎo)電性能高、表面質(zhì)量高，該工藝流程短、高效、節(jié)能。
[0033]上述實(shí)施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)上引連鑄:以高純陰極銅為原料，將陰極銅預(yù)熱烘干后在熔煉裝置中進(jìn)行熔化，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面，采用牽引機(jī)組上引銅桿，然后銅桿進(jìn)入收線裝置； (2)連續(xù)擠壓:以步驟(I)制備的銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓機(jī)組制備磁極線圈用銅型材坯料； (3)拉拔:以步驟(2)制備的銅型材采用液壓拉拔機(jī)進(jìn)行拉伸變形，進(jìn)行一道次拉伸變形； (4)分切:步驟(3)拉拔變形后的銅型材進(jìn)行分切。2.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(I)中通過結(jié)晶器出水，出水溫度為35 °C?40 °C。3.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的木碳為烘干的木碳，木炭粒度為30mm?38mm，覆蓋厚度為150mm?180mm ；所述石墨磷片的覆蓋厚度為50mm?60mm。4.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的熔煉裝置包括熔煉爐、保溫爐，在熔化爐與保溫爐之間設(shè)有隔倉(cāng)，熔化爐、隔倉(cāng)和保溫爐之間通過流溝相連，所述熔煉爐的溫度為1166 °C?1170 °C，保溫爐的溫度為1156 °C?1160Γ。5.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的牽引機(jī)組上引銅桿的引桿速度為650?790mm/min，引桿直徑為Φ 20?25mm，冷卻循環(huán)出水溫度為35°C?40°C。6.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(2)連續(xù)擠壓機(jī)的轉(zhuǎn)速為5?9r/min;所述步驟(2)中采用導(dǎo)流成型裝置連續(xù)擠壓制備銅型材坯料，其中導(dǎo)流成型裝置包括導(dǎo)流模具和成型模具；導(dǎo)流模具中心Ol與成型模具中心02上下垂直，R11=R21、R21=2R22、L11=L21、L12=L22 +(5 ?10)mm、Hll= H21 +(10 ?20)mm。7.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(3)采用液壓拉拔機(jī)對(duì)銅型材進(jìn)行拉伸變形，拉伸變形系數(shù)為1.05-1.2。8.如權(quán)利要求1所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(4)中銅型材的長(zhǎng)度偏差每米小于0.5_。9.如權(quán)利要求3所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述隔倉(cāng)內(nèi)安裝有在線除氣裝置，通過在線除氣裝置向銅液內(nèi)充入99.996%的一氧化碳?xì)怏w，并通過受控的旋轉(zhuǎn)石墨軸和轉(zhuǎn)子，將計(jì)量的一氧化碳?xì)怏w壓入銅液中并打散成微小氣泡，使其均勻的分散在銅液中，氣源出口壓力0.2-0.5MPa，流量0.5-1.2Nm3/h，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在200_250r/mino10.如權(quán)利要求1-9任一權(quán)利要求所述一種磁極線圈用銅型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所制得的磁極線圈用銅型材的純度高Cu+Ag彡99.99%、氧含量小于0.0005%、導(dǎo)電率彡101%1403，抗拉強(qiáng)度大于27010^，延伸率大于15%，銅型材的扭擰度每米不大于0.5111111，銅型材的平面度每米不大于1mm，銅型材的直度每米不大于0.5_。
【文檔編號(hào)】B21C37/00GK106077125SQ201610695210
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日 公開號(hào)201610695210.6, CN 106077125 A, CN 106077125A, CN 201610695210, CN-A-106077125, CN106077125 A, CN106077125A, CN201610695210, CN201610695210.6
【發(fā)明人】徐高磊
【申請(qǐng)人】紹興市力博電氣有限公司