直徑φ316mm以下圓銅管熱擠壓鐓擠一次成型

孫磊

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

關鍵詞：銅管 鐓擠一次成型；提升效率

1 生產現狀

我單位主要負責生產結晶器用圓銅管，每年銅管產量35000-40000支。圓銅管生產有熔煉、下料、熱擠壓、冷拉伸、車削、鋸成品這幾個道序，其中熱擠壓是銅管生產的重要道序之一，也是我廠內的耗電大項，根據公司降本增效，清潔生產的要求，對熱擠壓工藝進行改進降低能源消耗的任務迫在眉睫。

目前，我單位生產的圓銅管種類較多，據統計，規格有200余種，其直徑范圍在φ170mm-φ710mm之間，經過筆者的實踐研究，直徑在φ316mm以下規格的毛坯銅管生產任務量大，占整個生產比例的80%，實際操作性高，因此本文針對徑φ316mm以下規格的銅管制作工藝進行改進。

2 生產過程及工藝優化

2.1 現有工藝生產過程

以φ251x18x700毛坯銅管為例（以下單位均為mm），現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

在生產前，需要根據坯料的尺寸準備好相應尺寸的中頻爐（爐膛尺寸φ250），對坯料進行加熱，在坯料達到工藝要求的溫度后，進行鐓粗，完成鐓粗后，坯料尺寸變為φ266，無法使用該中頻爐進行加熱，需要更換中頻爐（爐膛尺寸φ250），跟換時間約30分鐘，更換完成后，對坯料進行二次加熱，加熱達到工藝要求后，進行熱擠壓，整個熱擠工序完成。

由上面生產過程可知，坯料需要進行兩次加熱，電能消耗大，生產成本高。而且在坯料二次加熱過程中，坯料需要二次放入中頻爐中，由于坯料可達到100Kg，生產勞動強度大工作效率低，除此之外，拆卸鐓粗模具、更換中頻爐也造成了人工和產能的浪費。

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，大大提高了生產效率。

2.2 工藝流程改進的方案

大量的實踐經驗表明，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—擠壓的過程簡化，便成了研究的重點，針對原有模具不能滿足一次加熱而進行鐓粗擠壓生產銅管，筆者設計了新的模具用以滿足鐓粗擠壓一體化。

具體工藝過程為（以φ251x18x700為例）：選取相應尺寸的中頻爐（爐膛尺寸φ250），坯料于中頻爐加熱，達到工藝要求溫度后，將坯料放置液壓機平臺擠壓凹模中，此時，將鐓粗擠壓一體化模具利用鐓粗模具小車放置在坯料上，液壓機擠壓凸模下降嵌入鐓粗擠壓一體化模具（擠壓頭尺寸與鐓粗模具內腔尺寸相匹配），油壓機下行推動模具對坯料進行鐓粗，鐓粗擠壓完成后，升起液壓機，將鐓粗模具撤出，再次對坯料進行擠壓，完成熱擠壓道序。

由上述的工藝過程，可以看出整個過程只需對坯料加熱一次，無需更換中頻爐，因此降低了電耗；減少了鐓粗模具和擠壓頭的更換次數，降低了人工強度，同時縮短了銅管的制作時間，因此增加了產能。

2.3 產品質量狀況

熱擠后銅管主要質量控制點為銅管壁厚的差值及外觀質量，工藝優化后，對產品進行了檢驗，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，檢查外觀質量，為發現擠壓死區出現開裂的缺陷，為此，產品的質量是合格的。

3 工藝優化前后數據對比

熱擠工段按小班生產，工作時間為6個小時：

（1）以φ251*18*700毛坯銅管為例對工藝更改前和更改后的產量及電能消耗進行對比，見表2。

由圖可見，在電能消耗基本一致的時候，工藝優化前后，產能提高了約45%，工人的勞動強度降低了65%。

（2）以φ215*14*700毛坯銅管為例對工藝更改前和更改后的產量及電能消耗進行對比，見表2。

由圖可見，在電能消耗基本一致的時候，工藝優化前后，產能提高了70%，工人的勞動強度降低了70%。

4 總結

（1）文章提出了一種圓銅管制作熱擠壓的新方法，對原有的工藝進行了優化改進，通過實踐生產論證，工藝實用可行。

（2）使用新工藝生產后，工人勞動強度大幅度降低，中頻爐更換、熱擠壓模具更換次數減少，生產效率提高。

（3）使用新工藝生產后，加熱次數由兩次改為一次，為單位節約了相當可觀的電能，為降低成本做出了貢獻。

（4）使用新工藝后，縮短了生產周期，提高了客戶滿意度。

（作者單位：秦皇島瀚豐長白結晶器有限責任公司）