直径φ316mm以下圆铜管热挤压镦挤一次成型

孙磊

摘要：针对现在铜管制造工艺中热挤压工段存在电耗大、效率低等缺点，本文提出了一种减少加热次数和换炉次数的新工艺方法，通过镦挤一次成型，降低了电耗和人工强度，提升工作效率。

关键词：铜管 镦挤一次成型；提升效率

1 生产现状

我单位主要负责生产结晶器用圆铜管，每年铜管产量35000-40000支。圆铜管生产有熔炼、下料、热挤压、冷拉伸、车削、锯成品这几个道序，其中热挤压是铜管生产的重要道序之一，也是我厂内的耗电大项，根据公司降本增效，清洁生产的要求，对热挤压工艺进行改进降低能源消耗的任务迫在眉睫。

目前，我单位生产的圆铜管种类较多，据统计，规格有200余种，其直径范围在φ170mm-φ710mm之间，经过笔者的实践研究，直径在φ316mm以下规格的毛坯铜管生产任务量大，占整个生产比例的80%，实际操作性高，因此本文针对径φ316mm以下规格的铜管制作工艺进行改进。

2 生产过程及工艺优化

2.1 现有工艺生产过程

以φ251x18x700毛坯铜管为例（以下单位均为mm），现在热挤压加工工艺流程为：加热坯料—镦粗—加热坯料—挤压。

需要生产的工装为：镦粗模具φ266，挤压凸模φ220，挤压凹模为φ266。

下料的坯料尺寸：φ246x220

在生产前，需要根据坯料的尺寸准备好相应尺寸的中频炉（炉膛尺寸φ250），对坯料进行加热，在坯料达到工艺要求的温度后，进行镦粗，完成镦粗后，坯料尺寸变为φ266，无法使用该中频炉进行加热，需要更换中频炉（炉膛尺寸φ250），跟换时间约30分钟，更换完成后，对坯料进行二次加热，加热达到工艺要求后，进行热挤压，整个热挤工序完成。

由上面生产过程可知，坯料需要进行两次加热，电能消耗大，生产成本高。而且在坯料二次加热过程中，坯料需要二次放入中频炉中，由于坯料可达到100Kg，生产劳动强度大工作效率低，除此之外，拆卸镦粗模具、更换中频炉也造成了人工和产能的浪费。

因此笔者提出了一种可以将铜锭二次加热改成一次加热，无需更换镦粗模具，铜管制作一次成型的新方法，显著降低了电能消耗，大大提高了生产效率。

2.2 工艺流程改进的方案

大量的实践经验表明，将坯料镦粗后挤压的工艺是正确的，因此如何将加热—镦粗—加热—挤压的过程简化，便成了研究的重点，针对原有模具不能满足一次加热而进行镦粗挤压生产铜管，笔者设计了新的模具用以满足镦粗挤压一体化。

具体工艺过程为（以φ251x18x700为例）：选取相应尺寸的中频炉（炉膛尺寸φ250），坯料于中频炉加热，达到工艺要求温度后，将坯料放置液压机平台挤压凹模中，此时，将镦粗挤压一体化模具利用镦粗模具小车放置在坯料上，液压机挤压凸模下降嵌入镦粗挤压一体化模具（挤压头尺寸与镦粗模具内腔尺寸相匹配），油压机下行推动模具对坯料进行镦粗，镦粗挤压完成后，升起液压机，将镦粗模具撤出，再次对坯料进行挤压，完成热挤压道序。

由上述的工艺过程，可以看出整个过程只需对坯料加热一次，无需更换中频炉，因此降低了电耗；减少了镦粗模具和挤压头的更换次数，降低了人工强度，同时缩短了铜管的制作时间，因此增加了产能。

2.3 产品质量状况

热挤后铜管主要质量控制点为铜管壁厚的差值及外观质量，工艺优化后，对产品进行了检验，铜管的壁厚差值可控制在1-1.5mm，符合工艺要求（热挤壁厚20的±5%），满足使用要求，检查外观质量，为发现挤压死区出现开裂的缺陷，为此，产品的质量是合格的。

3 工艺优化前后数据对比

热挤工段按小班生产，工作时间为6个小时：

（1）以φ251*18*700毛坯铜管为例对工艺更改前和更改后的产量及电能消耗进行对比，见表2。

由图可见，在电能消耗基本一致的时候，工艺优化前后，产能提高了约45%，工人的劳动强度降低了65%。

（2）以φ215*14*700毛坯铜管为例对工艺更改前和更改后的产量及电能消耗进行对比，见表2。

由图可见，在电能消耗基本一致的时候，工艺优化前后，产能提高了70%，工人的劳动强度降低了70%。

4 总结

（1）文章提出了一种圆銅管制作热挤压的新方法，对原有的工艺进行了优化改进，通过实践生产论证，工艺实用可行。

（2）使用新工艺生产后，工人劳动强度大幅度降低，中频炉更换、热挤压模具更换次数减少，生产效率提高。

（3）使用新工艺生产后，加热次数由两次改为一次，为单位节约了相当可观的电能，为降低成本做出了贡献。

（4）使用新工艺后，缩短了生产周期，提高了客户满意度。

（作者单位：秦皇岛瀚丰长白结晶器有限责任公司）