Способ непрерывного прессования и прессштемпельный пресс для его осуществления

МЬА П Я ( А и ффюефиИЗОБРЕТСНИЯ Союз Свветских Сециапистическия Республик(22) Заявлено 100677 (21) 2488451/24-0.7с присоединением заявки Мо(51)М. Кл. Н 01 В 13/24В 21 С 23/24Государственный номнтЕт СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 0505.79(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. 5В 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 кристаллизации прессуемого металла в контейнере(480-360 с).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.25Кроме того, из-за необходимости длительной остановки прессования для кристаллизации и охлаждения металла .в контейнере снижается производительность пресса. ЗО Эти недостатки частично устранены в способе, который предусматривает непрерывное прессование кабельных оболочек с помощью двухштемпельного пресса (23,Способ, осуществляемый при работе на этом прессе заключается внепрерывном прессовании кабельныхоболочек из свинца и его сплавов,при котором производят заливку прессуемого металла в основной контейнерпри гомологическойтемпературе1,13-1,15; его охлаждение в контейнере ивыдавливание металла в головку при гомологической температуре0,85-0,75 с последующей повторнойзаливкой металла в основной контейнер и одновременной подпрессовкойметалла в головку иэ вспомогательного контейнера с перекрытием потока металла к основйому контейнерув процессе подпрессовки.В этом способе охлаждение залитого в контейнер свинца осуществляют в течение 240 с до температуры260 С, а перекрытие потока металлак основному. контейнеру в процессеподпрессовки осуществляют клапаном.Недостатки способа заключаются в,продолжительном времени кристалли614 4 3 661эации металла н контейнере и реэкомизменении на значительнуювеличину(+50) скорости истечения прессуемойоболочки при переходе с одного контейнера на другой,Эти недостатки приводят к неравномерному распределению легирующихэлементов свинцового сплава по объемуоболочки, неравномерной структуреметалла, наличию бамбуковых колец наоболочке и неравномерной толщинестенки по длине оболочки н этой зоне,Юпродолжительной псдпрессовке металла иэ вспомогательного контейнера.Цель изобретения - повышение ка-,чества изделия, уменьшение расходаматериала и повышение пРоизводительности.Это достигается тем, что охлаждение металла в основном контейнере производят до гомологической температуры 0,99-0,93, а охлаждениеметалла до гомологической температуры 0,85-0,75 . производят на участке между выходом иэ бсновного контей.йера и головкой, причем перекрытиепотока металла к основному контейнеру осуществляют охлаждением метал 25ла на выходе Фз него до гомологической температуры 0,90-0,85.Прессштемпельный пресс для осуществления предлагаемого способасодержит основной контейнер, сооб 30щающийся с помощью канала со вспомогательным контейнером и головкойпресса через дополнительную камеру,объем которой превышает объем основного контейнера, а отйошение длины 35каналак его среднему радиусу составляет 20-40. На чертеже схематично изображенпрессштемпельный пресс, реализующий 40предложенный способ.В йачестве Примера описан способнепрерывного прессования кабельнойоболочки иэ сплава свинца, содер"жащего 0,4-0,8 сурьмы и 0,02-0;05 Ф 5.меди и имеющего температуру плавле. -ния 323 С на прессе, основной конотейнер которого имеет диаметр 115 мми длину загружаемой части 420 мм,а объем вспомогательного контейнера 50состанляет 0,57 от объема основного.Пресс-штемпель 1 из крайнего нижнего положения в основном контейнере 2 поднймают в крайнее верхнее по"ложение, ирасплавленный металл, на.ходящийся над основным контейнеромв подогреваемой чаше (на чертежене показана) при 400 С, заливается вконтейнер (вес загружаемого металлаоколо 50 кг),После заливки металла пресс-штем Е)пель вводят в основной контейнер. исоздают им раэлейие на металл5-10 кг/ммПродолжительность перечисленныхопераций составляет 8 с. 65 Перед началом пресс:ования из основного контейнера металл н нем выдерживают под указанным давлением до его охлаждения до 30-280 С (более нысокая температура будет под пресс- штемпелем, 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 пресс- . штемпелем 5 совершают из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение со скоростью 9,7 мм/с, создавая удельное давление на металл не более 55 кг/ммМеталл иэ вспомогательного контейнера поступает в камеру б и да" лее в головку 7, в которой формуется в оболочку, накладываемую на кабель (на чертеже не показаны).Температуру металла во вспомога- тельном контейнере и н камере поддерживают и пределах от 235 до 175 С.Поток металла из камеры в основ-ф 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/мм2 а сопротивление течению металла вэ камеры в головку не более 25 кг/мм2При 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 примерно10 мм/с, Благодаря низкой скоростипотока и связанному с этим неболь-: шому тепловыделению в канале соэдаются условия для охлаждения металладо необходимой, указанной выше,температуры.К моменту окончания прессования из вспомогательного контейнера заканчивается необходимая стадия охлаждения металла в основном контейнере,По достижении температуры металла в оснонном контейнере 320-280 фС на.чинают выдавливание металла из основного контейнера через коническийканал движением пресс-штемпеля внизПресс 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 пресс- штемпель слегка входит в основной контейнер, надавливает на металл и останавливается, создавая на металл небольшое давлениеПосле 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 таким расчетом, чтобы к моменту окончания Рабочего хода пресс-штемпеля 1 закончился обратный ход пресс-штемпеля 5. 5 6616со скоростью около 15 мм/с, создаваяудельное давление на металл примерно 7,0-80 кг/мм 2. Продолжительностьвыдавливания всей загрузки основно"го контейнера 28 с;Высокая температура металла, прикоторой начинают выдавливание из 5основного контейнера, и высокая скорость течения металла на выходе иэосновного контейнера (220 мм/сек)в совокупности с регулируемым охлаждением основного контейнера обеспечивают поддержание температурыметалла на выходе иэ основного контейнера не менее 280 С.Такая сравнительно высокая темпеРатура позволяет пРодавить металлчерез отверстие на выходе иэ основного контейнера и конический канал,создающие высокое сопротивление течению, при напряжениях прессования, непревышающих обычные менее 80 кг/вамВ то же время температура металла,на выходе иэ основного контейнерадостаточно низка, чтобы при теченииметалла по коническому каналу выделяющееся тепло деформации не привелок оплавлению металла. 25Из конического канала прессуемыйметалл поступает в камеру, а из неев головку и во вспомогательный контейнер. Течение металла в головкуи во вспомогательный контейнер происходит одновременно. При этом прессштемпель вспомогательного контейнера постепенн 6 отводят в крайнеенижнее положение со скоростью, соогветствующей скорости пресс-штемпеля 35основного контейнера.,В конце прессования из основногоконтейнера пресс-штемпель вспомогательного контейнера занимает крайнее нижнее положение, и цикл повторяется.Прессование оболочки производятнепрерывно с изменением скороститечения при переходе с одного контейнера на другой не более чемна 10 Ъ,45Камера вмещает 188,7 кг металла.Таким образом, продолжительностьпребывания прессуемого металла в камере составляет 240 с, что в 3,75 ра"эа превышает продолжительность цик-, 50ла прессования. Этого времени достаточно, для того, чтобы охладить металл до температуры в пределах от235 до 175 С.Такая температура является оптимальной температурой прессования.Она дает возможность, .с одной стороны, прессовать с указанным вышенапряжением прессования у входа вголовку не более 25 кг/мм , что от 2вечает прочностным возможностямпрессового инструмента, С другойстороны, обеспечивает возможностьпрессования качественной беэ оплавления оболочки кабеля с высокимискоростями истечения до 500 мм/с. 14 6Аналогично можно прессовать не только кабельные .оболочки иэ других сплавов, .но 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 пределах 8)Г 20-40, причем 20 является характерйой точкой. При 81 Г= :20 через канал течет примерно 10 от общего потока металла, а при ОГ= .-18-19 через канал течет 50-30 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 - 3, но повышает напряжение прессования примерно на 50. Из изложенного видно, что дальнейшее увеличение отно" шения 3)гнецелесообразно.7 6616Таким 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. 5В период, когда не производится выдавливание металла из основного контейнера, пресс-штемпель 5 движется во вспомогательном контейнере в крайнее верхнее положение, вы давливая металл в камеру, а из нее в головку, благодаря чему обеспечивается непрерывное поступление металла в головку и непрерывное прес- сование, Поток металла из камеры в ц основнойконтейнер 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, 30Перечисленные преимущества позволили прессовать металлические кабельные оболочки иэ свинцовых сплавов с однородной мелкозернистой структурой по всему объему, с равномерным распределением легирующихэлементов сплава, практйче "ки беэ наличия бамбуковых колец и с равномерной толщиной оболочки по всейдлине, 40Формула изобретения1. Способ непрерывного прессования металлических кабельных оболочек на прессштемпельном прессе, прикотором производят заливку прессуемого металла в основной контейнерпри гомологической,температуре 1,131,15, его охлаждение в контейнере ивыдавливание металла в головку пригомологической температуре 0,85-0,75с последующей повторной заливкойметалла в основной контейнер и одновременной подпрессовкой металла вголовку из вспомогательного контейнера с перекрытием потока металла косновному контейнеру в процессе подпрессовки, от л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества изделия, уменьшения расхода материала и повышения производительности, охлаждение металла в основномконтейнере производят до гомологической температуры 0,99-0,93, аохлаждение металла до гомологическойтемпературы 0,85-0,75 производят научастке между выходом из основногоконтейнера 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 длянепрерывного прессования металлических кабельных оболочек по п. 1, содержащий основной контейнер, сообщающийся с помощью канала со вспомогательным контейнером и головкойпресса через дополнительную камеру,объем которой превышает объем основного контейнера, а отношение длинЫканала ,к его среднему радиусу составляет 20-40.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1.Я А Н 8 сосФ 1 мд сес 3 мВ Ассоваког СоЫе 8 йео 184 п,"5 й Вем Ь 1 щ 1 ед,"1 ойбой, 4 Ю р р Б 9-6 2, го 2- 2622. Патент ФРГ Р 1108164,кл 7 в 11/20 1961.