Способ непрерывного прессования и прессштемпельный пресс для его осуществления

Способ непрерывного прессования и прессштемпельный пресс для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МЬА

1 1 И (А Н ффюе и

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Свветских

Сециапистическия

Республик

i>6 16!4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100677 (21) 2488451/24-0.7 с присоединением заявки N9 (23) ПриоритетОпубликовано 05.85.79. Бюллетень Но 17

Н 01 В 13/24

В 21 С 23/24

Государственный номнтЕт

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДМ621. 315 (088. 8) Дата опубликования описания 0505.79

I (72) АвтсрЫ Ш. Ш. Хазин, А. В. Штернберг, Н. Ф. Закржевская, И. Е. Каплин, Е. С. Леонтьев, А. Г. Овчинников, Г. A. Шаталин и О. Я. Шестопал (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ И ПРЕССШТЕМПЕЛЬНЫИ

"- "ПРЕСС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии прессования и конструкциям прессов для наложения металлических кабельных оболочек. 5

В кабельной промышленности при- . меняются способы прессования кабельных оболочек из свинца и его сплавов, заключающиеся в заливке прессуемого металла в контейнер пресса, его ох- лаждении и цикличном прессованиИ пресс-штемпелем через головку пресса (1). Недостаток таких способов заключается в прерывности прессования и длительном времени кристаллиза-15 ции прессуемого металла в контейнере (480-360 . e) .

Эти недостатки приводят к неравномерной структуре металла оболочки, к ликвации легирующих элементов 20 при прессовании оболочек из сплавов свинца, к наличию ослабленных мест на оболочке в виде бамбуковых колец и к раэностенности оболочки по дли-. не и сечению.

Кроме того, из-за необходимости длительной остановки прессования для кристаллизации и охлаждения металла в контейнере снижается производительность пресса. 30

Эти недостатки частично устранены в способе, который предусматривает непрерывное прессование кабельных оболочек с помощью двухштемпельного пресса (2).

Способ, осуществляемый при работе на этом прессе, заключается в непрерывном прессовании кабельных оболочек из свинца и его сплавов, при котором производят заливку прессуемого металла в основной контейнер при гомологической температуре

1,13-1,15, его охлаждение в контейнере и выдавливание металла в головку при гомологической температуре

0,85-0,75 с последующей повторной заливкой металла в основной контейнер и одновременной подпрессовкой металла в головку иэ вспомогательного контейнера с перекрытием потока металла к основному контейнеру в процессе подпрессовки.

В этом способе охлаждение залитого в контейнер свинца осуществляют в течение 240 с до температуры

260 С, а перекрытие потока металла к основному. контейнеру в процессе подпрессовки осуществляют клапаном.

Недостатки способа заключаются в, продолжительном времени кристалли661614 4

М

На чертеже схематично изображен прессштемпельный пресс, реализующий предложенный способ.

В йачестве Примера описан способ непрерывного прессования кабельной оболочки иэ сплава свинца, содержащего 0,4-0,83 сурьмы и 0,02-0,053 .меди и имеющего температуру плавле.— ния 323 С на прессе, основной коно тейнер которого имеет диаметр 115 мм и длину загружаемой части 420 мм, а объем вспомогательного контейнера составляет 0,57 от объема основного.

Пресс-штемпель 1 из крайнего нижнего положения в основном контейнере 2 поднймают в крайнее верхнее положение, и расплавленный металл, находящийся над основным контейнером в подогреваемой чаше (на чертеже не показана) при 400 С, заливается в контейнер (вес загружаемого металла около 50 кг).

После заливки металла пресс-штем" пель вводят в основной контейнер. и создают им раэлейие на металл

5-10 кг/мм

Продолжительность перечисленных операций составляет 8 с.

55 эации металла в контейнере и реэ ком изменении на значительную величину (+50Ъ) скорости истечения прессуемой оболочки при переходе с одного контейнера на другой.

Эти недостатки приводят к неравномерному распределению легирующих элементов свинцового сплава по объем оболочки, неравномерной структуре металла, наличию бамбуковых колец на оболочке и неравномерной толщине стенки по длине оболочки в этой зоне продолжительной псдпрессовке металла иэ вспомогательного контейнера.

Цель изобретения — повышение ка-. чества изделия, уменьшение расхода материала и повышение производитель- 15 ности.

Это достигается тем, что охлаждение металла в основном контейнере производят до гомологической температуры 0,99-0,93, а охлаждение металла до гомологической температуры 0,85-0,75 . производят на участке между выходом иэ основного контеййера и головкой, причем перекрытие потока металла к основному контейнеру осуществляют охлаждением метал25 ла на выходе йз него до гомологической температуры 0,90-0,85.

Прессштемпельный пресс для осуществления предлагаемого способа содержит основной контейнер, сооб30 щающийся с помощью канала со вспомогательным контейнером и головкой пресса через дополнительную камеру, объем которой превышает объем основного контейнера, а отйошение длины канала к его среднему радиусу составляет 20-40.

Перед началом пресоования из основного контейнера металл в нем выдерживают под указанным давлением до его охлаждения до 3?0-280 С (более высокая температура будет под прессштемпелем, более низкая — на выходе иэ контейнера). Продолжительность охлаждения составляет примерно 28 с.

Охлаждение основного контейнера .производят жидкостью, циркулирующей в каналах 3 в теле контейнера.

Таким образом, общее время в цикле, в течение которого металл из основного контейнера не выдавлива-. ют, составляет 36 с.

Все это время прессование ведут из вспомогательного контейнера 4.

Рабочий ход вспомогательным прессштемпелем 5 совершают из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение со скоростью 9,7 мм/с, создавая удельное давление на металл не более

55 кг/мм2.

Металл иэ вспомогательного контейнера поступает в камеру б и далее в головку 7, в которой формуется в оболочку, накладываемую на кабель (на чертеже не показаны).

Температуру металла во вспомога- тельном контейнере и в камере поддерживают в пределах от 235 - до 175 С.

Поток металла из камеры в основ- ной контейнер перекрывают охлаждением металла в коническом канале 8 длиной 343 мм и диаметром со стороны камеры 42 мм, .а со стороны основного контейнера 122 мм. При этом температура металла на выходе 9 из основного контейнера составляет

265-235 С. Канал 8 создает сопротивление течению потока металла из камеры в основной контейнер 30 кг/мм

2 а сопротивление течению металла вэ камеры в головку не более 25 кг/мм

При этом соотношении сопротивлений течению не менее 90% потока ме- талла из вспомогательного контейнера течет в головку и не более 10% течет через конический канал в основной контейнер.

Таким образом, скорость йотока металла по коническому каналу в основной контейнер составляет примерно

10 мм/с. Благодаря низкой скорости потока и связанному с этим неболь-: шому тепловыделению в канале созда-, ются условия для охлаждения металла до необходимой, указанной выше, температуры.

К моменту окончания прессования из вспомогательного контейнера заканчивается необходимая стадия охлаждения металла в основном контейнере.

По достижении температуры металла в основном контейнере 320-280 С на.чинают выдавливание металла из основного контейнера через конический канал движением пресс-штемпеля вниз

Пресс работает следующим образом.

После подъема пресс-штемпеля 1 из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее основной контейнер 2 заполняется жидким металлом иэ чаши, находящейся над основным контейнером (на чертеже не показана). Затеи прессштемпель слегка входит в основной контейнер, надавливает на металл и останавливается, создавая на металл небольшое давление °

После непродолжительной остановки пресс-штемпель движется вниз, выдавливая Металл из основного контейнера через канал 8 в камеру 6.

При этом пресс-штемпель 5 иэ крайнего верхнего положения во вспомогательном контейнере 4 движется в крайнее нижнее положение со скоростью, соответствующей скорости движения преСс-штемпеля 1 с т-ким расчетом, чтобы к моменту окончания рабочего хода пресс-штемпеля 1 закончился обратный ход пресс-штемпеля 5.

5 6616 со скоростью около 15 мм/с, создавая удельное давление на металл примерно 7,0-80 кг/мм2. Продолжительность выдавливания всей загрузки основного контейнера 28 с;

Высокая температура металла, при которой начинают выдавливание из 5 основного контейнера, и высокая скорость течения металла на выходе иэ основного контейнера (220 мм/сек) в совокупности с регулируемым охлаждением основного контейнера обес- 10 печивают поддержание температуры металла на выходе иэ основного контейнера не менее 280 С.

Такая сравнительно высокая температура позволяет продавить металл через отверстие на выходе иэ основного контейнера и конический канал, создающие высокое сопротивление течению, при напряжениях прессования, не превышающих обычные (менее 80 кг/м ф

В то же время температура металла, на выходе иэ основного контейнера достаточно низка, чтобы при течении металла по коническому каналу выделяющееся тепло деформации не привело к оплавлению металла. 25

Из конического канала прессуемый металл поступает в камеру, а из нее в головку и во вспомогательный контейнер. Течение металла в головку и во вспомогательный контейнер проис- 30 ходит одновременно. При этом прессштемпель вспомогательного контейнера постепенн6 отводят в крайнее нижнее положение со скоростью, соответствующей скорости пРесс-штемпеля 35 основного контейнера. ,В конце прессования из основного контейнера пресс-штемпель вспомогательного контейнера занимает крайнее нижнее положение, и цикл повто- 40 ряется.

Прессование оболочки производят непрерывно с изменением скорости течения при переходе с одного контейнера на другой не более чем на 10Ъ.

Камера вмещает 188,7 кг металла.

Таким образом, продолжительность пребывания прессуемого металла в камере составляет 240 с, что в 3,75 ра" эа превышает продолжительность цик-, 50 ла прессования. Этого времени достаточно, для того, чтобы охладить металл до температуры в пределах от

235 до 175 С. Такая температура является оптимальной температурой прессования.

Она дает возможность, .с одной стороны, прессовать с указанным выше напряжением прессования у входа в головку не более 25 кг/мм, что от2 вечает прочностным возможностям прессового инструмента, С другой стороны, обеспечивает возможность прессования качественной беэ оплав ления оболочки кабеля с высокими скоростями истечения до 500 мм/с..

14 6

Аналогично можно прессовать не только кабельные .оболочки иэ других сплавов, .нб и из чистого свинца, а также свинцовую проволоку или элементы кабельных изделий из других металлов, например матрицы из индия для сверхпроводящих кабелей и проводов.

Как показали йроведенные эксперименты, объем дслжен превышать объем основного контейнера. Наличие камеры такого объема позволяет выдавливать металл из основного контейнера при температуре, близкой к .температуре плавления, так как охлаждение металла до оптимальной температуры прессования (гомологическая температура 0 85-0,75) производят в камере.

Установлено, что при камере меньшего объема требуемое охлаждение металла не удается обеспечить из-за недостаточного времени пребывания металла в камере. Увеличение объема камеры более чем в 4 раза по отношению к объему основного контейнера нецелесообразно, так как ведет к увеличению размеров и мощности пресса.

Экспериментальные исследования различных моделей прессового инструмента показали, что отношение длины канала к его среднему радиусу должно быть в пределахР)Г 20-40, причем 20 является характерйой точкой. При C(p=

-20 через канал течет примерно 10Ъ от общего потока металла, а при О/Г=

=18-19 через канал течет 50-30Ъ от общего потока, т. е. он уже перестает быть перекрывающим. Увеличение отношения в интервале от 20 до 40 уменьшает величину потока через канал к основному контейнеру до 5 — ЗЪ, но повышает напряжение прессования примерно на 50Ъ. Из изложенного видно, что дальнейшее увеличение отношения3(Г нецелесообразно.

7 6616

Таким образом, при рабочем ходе пресс-штемпеля 1 происходит одновременно заполнение металлом вспомогательного контейнера и выдавливание металла в головку 7 с последующим истечением из нее, например, в виде кабельной оболочки. 5

В период, когда не производится выдавливание металла из основного контейнера, пресс-штемпель 5 движется во вспомогательном контейнере в крайнее верхнее положение, вы- )0 давливая металл в камеру, а из нее в головку, благодаря чему обеспечивается непрерывное поступление металла в головку и непрерывное прессование, Поток металла из камеры в 15 основной контейнер перекрывается ка. налом с принудительным охлаждением.

Модель инструмента пресса была изготовлена и испытана на предприя тии. Исследовалась возможность и целесообразность прессования свинца, его сплавов и других металлов. В процессе исследований и опытной эксплуатации было установлено, что предложенный способ обеспечивает непрерывное прессование с изменением скорости истечения при переходе с контейнера на контейнер не более, чем на 10%; малую продолжительность подпрессовки металла из вспомогательного контейнера. 30

Перечисленные преимущества позволили прессовать металлические кабельные оболочки иэ свинцовых сплавов с однородной мелкозернистой структурой по всему объему, с равно- 35 мерным распределением легирующих элементов сплава, практйче "ки беэ наличия бамбуковых колец и с равномерной толщиной оболочки по всей длине. 40

Формула изобретения

1. Способ непрерывного прессования металлических кабельных оболочек на прессштемпельном прессе, при котором производят заливку прессуе мого металла в основной контейнер при гомологической,температуре 1,131,15, его охлаждение в контейнере и выдавливание металла в головку при гомологической температуре 0,85-0,75 с последующей повторной заливкой металла в основной контейнер и одновременной подпрессовкой металла в головку из вспомогательного контейнера с перекрытием потока металла к основному контейнеру в процессе подпрессовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия, уменьшения расхода материала и повышения производительности, охлаждение металла в основном контейнере производят до гомологической температуры 0,99-0,93, а охлаждение металла до гомологической температуры 0,85-0,75 производят на участке между выходом из основного контейнера и головкой, причем перекрытие потока металла к основному контейнеру осуществляют охлаждением металла на выходе из Него до гомологи-. ческой температуры 0,90-0,85.

2. Прессштемпельный пресс для непрерывного прессования металлических кабельных оболочек по п. 1, содержащий основной контейнер, сообщающийся с помощью канала со вспомогательным контейнером и головкой пресса через дополнительную камеру, объем которой превышает объем основного контейнера, а отношение длинЫ канала,к его среднему радиусу составляет 20-40.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.,S А Нв СОУС.bea8 Сей lea8 АИСП S ог Cabfe Sheakhinq,"Evnst Веип L ted,"

bopdcn,4963, рр 59-62, ZO2-282

2. Патент ФРГ М 1108164, кл..7в 11/20,; 1961. цдИИПИ Заказ 2489/55

Тирах(922 Подписное .

Филиал ППП Патент, r.Ужгород,ул . Проектная, 4