直徑φ316mm以下圓銅管熱擠壓鐓擠一次成型

孫磊

摘要：針對(duì)現(xiàn)在銅管制造工藝中熱擠壓工段存在電耗大、效率低等缺點(diǎn)，本文提出了一種減少加熱次數(shù)和換爐次數(shù)的新工藝方法，通過(guò)鐓擠一次成型，降低了電耗和人工強(qiáng)度，提升工作效率。

關(guān)鍵詞：銅管 鐓擠一次成型；提升效率

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

我單位主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)結(jié)晶器用圓銅管，每年銅管產(chǎn)量35000-40000支。圓銅管生產(chǎn)有熔煉、下料、熱擠壓、冷拉伸、車削、鋸成品這幾個(gè)道序，其中熱擠壓是銅管生產(chǎn)的重要道序之一，也是我廠內(nèi)的耗電大項(xiàng)，根據(jù)公司降本增效，清潔生產(chǎn)的要求，對(duì)熱擠壓工藝進(jìn)行改進(jìn)降低能源消耗的任務(wù)迫在眉睫。

目前，我單位生產(chǎn)的圓銅管種類較多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，規(guī)格有200余種，其直徑范圍在φ170mm-φ710mm之間，經(jīng)過(guò)筆者的實(shí)踐研究，直徑在φ316mm以下規(guī)格的毛坯銅管生產(chǎn)任務(wù)量大，占整個(gè)生產(chǎn)比例的80%，實(shí)際操作性高，因此本文針對(duì)徑φ316mm以下規(guī)格的銅管制作工藝進(jìn)行改進(jìn)。

2 生產(chǎn)過(guò)程及工藝優(yōu)化

2.1 現(xiàn)有工藝生產(chǎn)過(guò)程

以φ251x18x700毛坯銅管為例（以下單位均為mm），現(xiàn)在熱擠壓加工工藝流程為：加熱坯料—鐓粗—加熱坯料—擠壓。

需要生產(chǎn)的工裝為：鐓粗模具φ266，擠壓凸模φ220，擠壓凹模為φ266。

下料的坯料尺寸：φ246x220

在生產(chǎn)前，需要根據(jù)坯料的尺寸準(zhǔn)備好相應(yīng)尺寸的中頻爐（爐膛尺寸φ250），對(duì)坯料進(jìn)行加熱，在坯料達(dá)到工藝要求的溫度后，進(jìn)行鐓粗，完成鐓粗后，坯料尺寸變?yōu)棣?66，無(wú)法使用該中頻爐進(jìn)行加熱，需要更換中頻爐（爐膛尺寸φ250），跟換時(shí)間約30分鐘，更換完成后，對(duì)坯料進(jìn)行二次加熱，加熱達(dá)到工藝要求后，進(jìn)行熱擠壓，整個(gè)熱擠工序完成。

由上面生產(chǎn)過(guò)程可知，坯料需要進(jìn)行兩次加熱，電能消耗大，生產(chǎn)成本高。而且在坯料二次加熱過(guò)程中，坯料需要二次放入中頻爐中，由于坯料可達(dá)到100Kg，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大工作效率低，除此之外，拆卸鐓粗模具、更換中頻爐也造成了人工和產(chǎn)能的浪費(fèi)。

因此筆者提出了一種可以將銅錠二次加熱改成一次加熱，無(wú)需更換鐓粗模具，銅管制作一次成型的新方法，顯著降低了電能消耗，大大提高了生產(chǎn)效率。

2.2 工藝流程改進(jìn)的方案

大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，將坯料鐓粗后擠壓的工藝是正確的，因此如何將加熱—鐓粗—加熱—擠壓的過(guò)程簡(jiǎn)化，便成了研究的重點(diǎn)，針對(duì)原有模具不能滿足一次加熱而進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓生產(chǎn)銅管，筆者設(shè)計(jì)了新的模具用以滿足鐓粗?jǐn)D壓一體化。

具體工藝過(guò)程為（以φ251x18x700為例）：選取相應(yīng)尺寸的中頻爐（爐膛尺寸φ250），坯料于中頻爐加熱，達(dá)到工藝要求溫度后，將坯料放置液壓機(jī)平臺(tái)擠壓凹模中，此時(shí)，將鐓粗?jǐn)D壓一體化模具利用鐓粗模具小車放置在坯料上，液壓機(jī)擠壓凸模下降嵌入鐓粗?jǐn)D壓一體化模具（擠壓頭尺寸與鐓粗模具內(nèi)腔尺寸相匹配），油壓機(jī)下行推動(dòng)模具對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗，鐓粗?jǐn)D壓完成后，升起液壓機(jī)，將鐓粗模具撤出，再次對(duì)坯料進(jìn)行擠壓，完成熱擠壓道序。

由上述的工藝過(guò)程，可以看出整個(gè)過(guò)程只需對(duì)坯料加熱一次，無(wú)需更換中頻爐，因此降低了電耗；減少了鐓粗模具和擠壓頭的更換次數(shù)，降低了人工強(qiáng)度，同時(shí)縮短了銅管的制作時(shí)間，因此增加了產(chǎn)能。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量狀況

熱擠后銅管主要質(zhì)量控制點(diǎn)為銅管壁厚的差值及外觀質(zhì)量，工藝優(yōu)化后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了檢驗(yàn)，銅管的壁厚差值可控制在1-1.5mm，符合工藝要求（熱擠壁厚20的±5%），滿足使用要求，檢查外觀質(zhì)量，為發(fā)現(xiàn)擠壓死區(qū)出現(xiàn)開(kāi)裂的缺陷，為此，產(chǎn)品的質(zhì)量是合格的。

3 工藝優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比

熱擠工段按小班生產(chǎn)，工作時(shí)間為6個(gè)小時(shí)：

（1）以φ251*18*700毛坯銅管為例對(duì)工藝更改前和更改后的產(chǎn)量及電能消耗進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表2。

由圖可見(jiàn)，在電能消耗基本一致的時(shí)候，工藝優(yōu)化前后，產(chǎn)能提高了約45%，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低了65%。

（2）以φ215*14*700毛坯銅管為例對(duì)工藝更改前和更改后的產(chǎn)量及電能消耗進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表2。

由圖可見(jiàn)，在電能消耗基本一致的時(shí)候，工藝優(yōu)化前后，產(chǎn)能提高了70%，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低了70%。

4 總結(jié)

（1）文章提出了一種圓銅管制作熱擠壓的新方法，對(duì)原有的工藝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)實(shí)踐生產(chǎn)論證，工藝實(shí)用可行。

（2）使用新工藝生產(chǎn)后，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，中頻爐更換、熱擠壓模具更換次數(shù)減少，生產(chǎn)效率提高。

（3）使用新工藝生產(chǎn)后，加熱次數(shù)由兩次改為一次，為單位節(jié)約了相當(dāng)可觀的電能，為降低成本做出了貢獻(xiàn)。

（4）使用新工藝后，縮短了生產(chǎn)周期，提高了客戶滿意度。

（作者單位：秦皇島瀚豐長(zhǎng)白結(jié)晶器有限責(zé)任公司）