连续挤压铜包钢线材工程化关键问题实验研究

论文摘要

铜包钢线在性能上兼备了钢的机械性能和铜的电学性能,因而具有传导效率高、材料成本低、抗拉断力大、耐磨损等特点,广泛应用于电力、通讯、电子、化工等领域。目前铜包钢线材的生产方法主要有机械包覆法、熔铜浸渍法、电镀法。机械包覆法修整处置量较大,铜带利用率较低,界面结合为机械结合。熔铜浸渍法设备复杂,操作较难控制。电镀成形法主要存在环境污染问题、产量小、包覆厚度薄、界面结合弱等问题。连续挤压包覆技术设备投资少、生产率高、铜包覆层厚度均匀、界面结合质量好、成本低,是理想的生产工艺。本文以径向连续挤压铜和连续挤压包覆铝包钢为技术基础,通过建立连续挤压包覆模型用上限法计算了中性点位置和最佳包覆角,并在自制JL350型切向式连续挤压机上进行了单轮双槽和单轮单槽连续挤压包覆的实验研究,实验过程中自制了单轮双槽U型轮槽挤压轮、单轮单槽带凸台U型轮槽挤压轮及对应模腔及附属配套设施,并解决了如下工程化关键问题：(1)模腔的可拆换问题；(2)闷车问题及挤压轮槽结构设计；(3)堵头结构及材料选择；(4)模具结构设计；(5)钢芯与铜杆的预热及其与挤压轮转速的匹配问题；(6)该实验条件下的工艺参数整体控制。实验条件下初步实现了连续挤压包覆法生产铜包钢线材的连续化。本文对连续挤压包覆铜包钢线材工程化生产还需要解决的问题进行了分析,并对下一步实验方向、实验内容及需要改进的地方做了阐述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 立题的科学意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 铜包钢线的发展趋势及国内外研究现状、水平
• 1.2.2 铜包钢线的应用
• 1.2.3 铜包钢线材的制备方法及双金属结合机理
• 1.3 连续挤压包覆法
• 1.3.1 连续挤压包覆法简介
• 1.3.2 CONCLAD及其理论技术的发展
• 1.3.3 铜的连续挤压现状
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 拟解决问题的可行性
• 第二章 连续挤压包覆基础理论研究
• 2.1 连续挤压包覆基本原理
• 2.2 连续挤压模具设计基础
• 2.2.1 模具材料
• 2.2.2 模具设计
• 2.2.3 模具热处理及制造
• 2.2.4 模具装配方式
• 2.3 连续挤压主要工艺参数的控制
• 2.3.1 运转间隙△对连续挤压过程的影响及△值的确定
• 2.3.2 挤压速度对温度的影响及确定依据
• 2.3.3 靴箝紧压力
• 2.3.4 坯料咬入系数S
• 扩展'>2.3.5 扩展系数K_扩展
• 2.3.6 模腔预热温度的确定及测量
• 2.4 挤压力计算
• 2.4.1 扩展挤压上限法分析
• 2.4.2 包覆挤压上限法分析
• 2.5 挤压扭矩计算
• 2.5.1 轮槽表面对挤压轮产生的阻力矩
• 2.5.2 其余摩擦阻力矩
• 2.5.3 总挤压扭矩
• 第三章 工程化关键问题解决方案及结果分析
• 3.1. 模腔的结构问题
• 3.2 堵头结构及材料选择
• 3.3. 轮槽结构选择及其对挤压过程的影响
• 3.4 闷车问题及解决方案
• 3.5 加热设备及杆料预热温度的标定
• 3.6 模具结构改进
• 3.7 偏心问题的解决
• 3.8 实验结果
• 3.8.1 单轮双槽挤压铜杆实验
• 3.8.2 单轮单槽挤压铜杆实验
• 3.8.3 单轮单槽挤压包覆实验
• 第四章 结论
• 4.1 结论
• 4.1.1 理论方面
• 4.1.2 工程关键问题方面
• 4.2 实验还存在的问题及下一步的实验计划
• 致谢
• 参考文献
• 附录