專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大單重鉬板的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及稀有金屬壓力加工制造領(lǐng)域，主要是指一種大單重鉬板的加工裝置。
背景技術(shù)：
鉬屬于難熔金屬，具有熔點(diǎn)高、變形溫度高、溫降快、變形抗力大且隨溫度下降急劇 升高、塑一脆轉(zhuǎn)變溫度隨變形程度的增加而不斷下降以及在高溫下易吸氣、易氧化等特點(diǎn)。
鉬板帶及其深加工產(chǎn)品廣泛用于航天、化工、冶金等工業(yè)部門(mén)。其深加工產(chǎn)品包括 電子濺射靶、可控硅用鉬圓片等電子產(chǎn)品。鉬及鉬合金屬屬于稀有難熔金屬，熱加工溫度
要求很高，因此世界上具有豐富加工經(jīng)驗(yàn)的廠(chǎng)家很少。國(guó)際上一般可生產(chǎn)厚度在1.5mm以 下，寬度規(guī)格在600mm以上及厚度在2mm以上寬度規(guī)格可達(dá)到500咖的板材，以上兩種板 材的長(zhǎng)度都均在2000mm范圍以?xún)?nèi)。因此這樣也就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)際上對(duì)大單重鉬的需求。 目前我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鉬板帶的裝置常是把混好料的鉬粉，在壓力機(jī)上壓制成板坯，然后 放入氫氣保護(hù)燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后的鉬板坯再送入氫氣保護(hù)鉬絲加熱爐內(nèi)加熱到 1350 150(TC后進(jìn)行熱軋，每?jī)傻阑貭t加熱一次。熱軋完后再將其放入500 60(TC的 95免NaH0+5呢KN(V溶液槽內(nèi)堿煮1. 5 3分鐘以去除表面氧化皮，然后急速取出放入冷水中沖 洗——堿爆；再放入9(MC1+10H2N(V溶液中進(jìn)行酸洗，取出干燥后即為白鉬板。干燥后之后 再對(duì)鉬板進(jìn)行溫軋——冷軋——退火直到達(dá)到成品厚度。采用這種裝置主要存在以下問(wèn)題
(1) 在大型鉬坯錠的壓制和燒結(jié)的過(guò)程中存在的鉬還錠因經(jīng)裝粉、壓制和燒結(jié)致使密 度的不均等；
(2) 在加熱過(guò)程中存在的鉬坯錠加熱的不可行性及溫度的不均勻性；
(3) 鉬金屬瞬時(shí)降溫快，在高溫下屈服強(qiáng)度髙，并隨溫度稍微降低其強(qiáng)度值增加快、 塑性急劇下降而產(chǎn)生的影響鉬板質(zhì)量；
(4) 成本高及嚴(yán)重污染環(huán)境；
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的大單重鉬板難以加工的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種大單重鉬 板的加工裝置，該裝置不僅能解決上述存在的問(wèn)題從而生產(chǎn)出所需的鉬板，而且成本底、 環(huán)保。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是主要由混料機(jī)，等靜壓機(jī)，燒結(jié)爐， 輥底式加熱爐，感應(yīng)加熱爐，二、四輥式特殊可逆熱軋機(jī)，輻射加熱爐及變速拋丸機(jī)通過(guò) 輥道依次連接組成。
所述感應(yīng)加熱爐采用耗氧氣體保護(hù)。
所述感應(yīng)加熱爐的耗氧氣體保護(hù)的氣體為氫氣。
所述輻射加熱爐帶有帶進(jìn)出料裝置。所述帶進(jìn)出料裝置采用液壓方式傳動(dòng)。
所述采用液壓方式傳動(dòng)是采用叉架式結(jié)構(gòu)。
所述帶進(jìn)出料裝置采用機(jī)械方式傳動(dòng)。
所述帶進(jìn)出料裝置采用氣動(dòng)方式傳動(dòng)。
所述輥底式加熱爐的輥底采用燃?xì)馐胶难醣Ｗo(hù)。
所述輥底式加熱爐耗氧氣體保護(hù)采用的氣體是氫氣。
本實(shí)用新型的有益效果是，(1)解決了在大型鉬坯錠的壓制和燒結(jié)過(guò)程中存在的鉬坯 錠因經(jīng)裝粉、壓制和燒結(jié)致使密度的不均等的問(wèn)題。
(2) 實(shí)現(xiàn)了大規(guī)格軋件加熱的可行性和溫度均勻性，滿(mǎn)足熱軋大鉬板坯溫度的需求。
(3) 解決了由于鉬金屬瞬時(shí)降溫快，高溫屈服強(qiáng)度高，并隨溫度稍微降低強(qiáng)度值增加 快、塑性急劇下降而產(chǎn)生的影響鉬板質(zhì)量的問(wèn)題，使熱軋順利進(jìn)行，并且投資省、見(jiàn)效快， 達(dá)到一機(jī)多用，提高了裝置利用率。
(4) 降低了成本及減少了環(huán)境污染。

圖1是大鉬板生產(chǎn)車(chē)間工藝平面圖中1-1感應(yīng)加熱爐，1-2輻射加熱爐，l-3輥底式加熱爐，
l-4 二四輥熱/溫軋機(jī)，1-5表面連續(xù)拋丸處理機(jī)組，1-6巻取機(jī)。
圖2是感應(yīng)加熱爐結(jié)構(gòu)示意圖3是輻射加熱爐及帶進(jìn)出料裝置結(jié)構(gòu)示意圖中l(wèi). 2號(hào)爐2.坯料3.爐門(mén)4.叉支撐5.液壓缸6.叉7.叉式架
圖4是輥底式加熱爐結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是輻射加熱爐準(zhǔn)備抬起坯料的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是輻射加熱爐完成抬起坯料過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是輻射加熱爐完成抬起坯料的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
我們首先制定一定規(guī)格的熱軋坯料，其工藝流程如下 混料——壓制一一燒結(jié)——加熱——熱軋。
混料是將需要各種的合金成分粉裝入大型混料機(jī)中進(jìn)行混料，并把混好的粉料裝入帶 有支撐架的塑膠套內(nèi)，并將塑膠套口密封；
壓制是在大型等靜壓機(jī)中完成的。將塑膠套連同支撐架一起放入大型等靜壓機(jī)內(nèi)壓成 板坯；
燒結(jié)是在大型燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)出熱軋坯料，在爐內(nèi)先進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)； 為了滿(mǎn)足大塊鉬坯的開(kāi)坯及熱軋對(duì)溫度的要求，選用1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)三種不同爐型在 線(xiàn)加熱以滿(mǎn)足熱軋工作所需的溫度。鉬板燒結(jié)坯從常溫加熱到1400 150(TC，如果采用傳統(tǒng)的鉬絲氫氣爐，則加熱時(shí)間長(zhǎng)， 氫氣和電能也耗費(fèi)大。l號(hào)爐選用了感應(yīng)加熱爐，爐內(nèi)采用氫氣作為保護(hù)氣體，在20分鐘 之內(nèi)即可快速將燒結(jié)坯錠從常溫加熱到1350 1500土1(TC,然后通過(guò)自動(dòng)上料裝置將均勻 加熱的錠坯推到熱軋機(jī)輥道，進(jìn)入熱軋機(jī)開(kāi)坯；當(dāng)在熱軋機(jī)上軋2 5道次時(shí)，溫度已降到 1150 120(TC，軋件塑性顯著降低，必須進(jìn)行再次加熱，方能繼續(xù)軋制。
2號(hào)爐采用氣體加熱方式進(jìn)行加熱，在幾分鐘之內(nèi)即可把軋件溫度從第一次的終軋溫度 提高到135(TC左右。軋件可在入爐前進(jìn)行換向，從而可進(jìn)行兩次加熱從而使材料的各向受 熱均勻；氣體加熱爐可利用高氫、天然氣、高熱值煤氣等氣體的不完全燃燒以防止鉬坯的 氧化。由于加熱時(shí)間較短，鉬坯氧化少，從而減輕了不良化合物污染金屬表面；2號(hào)爐的進(jìn) 出爐機(jī)構(gòu)我們采用了叉車(chē)式機(jī)構(gòu)在熱軋的輥道上架一叉式架，可根據(jù)最終加熱的坯料長(zhǎng) 度選用3 9個(gè)叉，將叉固定在輥道傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的叉架上，軋制時(shí)每個(gè)叉架實(shí)際是輥道間的護(hù) 板，叉為直條式結(jié)構(gòu)，每個(gè)叉可在叉架后的液壓缸帶動(dòng)下同步水平進(jìn)出爐膛，將坯料抬出 輥道上平面送入爐膛或?qū)⑴髁蠌臓t膛內(nèi)取出放入輥道上。為了使進(jìn)出料時(shí)能把坯料高高抬 起，每只叉的下面均有一帶有小型滑輪組的叉支撐，可由液壓缸推動(dòng)支撐將叉架平衡抬起。
2號(hào)爐實(shí)際操作如下熱軋時(shí)，當(dāng)軋件溫降后，采用計(jì)算機(jī)程序控制，將軋件運(yùn)行到叉 架正上方的輥道段，停止軋件運(yùn)動(dòng)，叉下方的液壓缸通過(guò)帶有滑輪組臺(tái)架的機(jī)構(gòu)將叉從輥 道間舉起，叉支撐起軋件，同時(shí)離開(kāi)輥道升高到高處爐底承料臺(tái)30到50mm的高度；爐門(mén) 打開(kāi)，叉架后的液壓缸將已升起的帶料叉架，靠叉下滑輪組的支撐，沿滑輪組將料送入爐 膛；滑輪組臺(tái)架下的液壓缸下降5O到80rai,將料平穩(wěn)放在爐底的加熱承料臺(tái)上，迅速退出 爐膛，關(guān)閉爐門(mén)。由于叉放置在輥道輥之間，和其他輥道護(hù)板一樣，起到防止軋件頭尾下 鉆輥道之下的作用。以上操作由于全部計(jì)算機(jī)程序控制，整個(gè)過(guò)程時(shí)間很短，保證了爐膛 的溫度均勻性和低能耗性以及減少了被加熱軋件的燒損。
在經(jīng)2號(hào)爐反復(fù)加熱幾次熱軋后，按照軋件的變形量計(jì)算可進(jìn)入溫軋階段，我們選用 熱軋輥道后端加輥底式加熱爐作為3號(hào)爐。
3號(hào)爐加熱軋件溫度為600 1250士10TC，爐底為水冷式輥道，并有上下燒嘴以加熱軋 件。溫軋時(shí)軋件每軋制兩道可在3號(hào)爐內(nèi)加熱一次，保證了軋制溫度和降低了變形抗力； 軋機(jī)輥道下采用燃?xì)鈬娮旒訜釡p少了軋件的溫降。下限溫度主要用于板材矯平，以提髙板 材平直度。
熱軋軋制可以采用兩種機(jī)型當(dāng)是150公斤到700公斤的坯錠時(shí)，即產(chǎn)品寬度是在650 到1650毫米寬度產(chǎn)品，熱軋坯錠厚度在70 160毫米的燒結(jié)坯料時(shí)，軋機(jī)可采用二、四輥 式液壓厚度自動(dòng)控制可逆熱軋機(jī)；產(chǎn)品寬度小于650毫米，坯錠重量在170到200公斤的， 軋機(jī)選用四輥式液壓厚度自動(dòng)控制可逆熱軋機(jī)。
熱軋開(kāi)軋溫度為i400 150(TC,經(jīng)過(guò)幾個(gè)道次軋制后，軋件溫度將降至1150 120(TC。 其變形抗力也由開(kāi)軋時(shí)的50MPa增高至22OMPa，最大伸長(zhǎng)系數(shù)也從60%降到7 鄉(xiāng)。當(dāng)坯錠是150公斤到700公斤時(shí)，由于鉬軋制粗軋第一道次變形程度要求應(yīng)超過(guò)25%,最好達(dá)到 30%,為了防止軋制時(shí)軋件劈裂，粗軋就采用二輥軋制，這樣就可以保證第一道次大壓下量 時(shí)有足夠的咬入角，增大壓下量，經(jīng)過(guò)1號(hào)爐1道次和2號(hào)爐1 5次加熱和多道次熱軋， 軋件可軋到8 50毫米厚；
軋件溫軋時(shí)在3號(hào)爐內(nèi)加熱，軋機(jī)換輥成四輥軋機(jī)。軋機(jī)采用較細(xì)的工作輥用以減少 軋件與軋輥的接觸弧長(zhǎng)度、從而減少軋制時(shí)的總軋制壓力，使軋機(jī)參數(shù)不用選的過(guò)大，減 少軋機(jī)的制造難度。軋件每軋制兩道可在3號(hào)爐內(nèi)加熱一次，保證了軋制溫度和軋制質(zhì)量; 軋機(jī)輥道下和軋輥上采用燃?xì)鈬娮炀植考訜釡p少了軋件的溫降，減少了軋輥龜裂和軋件氧 化速度。
四輥特殊式液壓厚度自動(dòng)控制可逆熱軋機(jī)主要應(yīng)用于50 100毫米厚度的重量在170 到200公斤的燒結(jié)鉬坯錠熱軋開(kāi)坯。此時(shí)主要由于第一道次的壓下量達(dá)25 30毫米，在保 證咬入角、軋制力和板型的情況下，工作輥徑就可選擇較小的尺寸，如550毫米，從而減 少對(duì)軋機(jī)設(shè)計(jì)的復(fù)雜，呈度。
上述兩種軋機(jī)的工作輥在溫軋時(shí)，由于鉬在600 120(TC下隨著溫度的降低變形抗力增 加很快。工作輥直徑大時(shí)，如用550毫米工作輥軋制4毫米以下軋件容易因軋輥彈性壓扁 產(chǎn)生壓靠，使軋制力顯著增加，造成溫軋到可巻取理想厚度1.5毫米的軋制難以進(jìn)行。
為了保證可軋到最小可軋厚度，我們對(duì)軋機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)依據(jù)軋制時(shí)軋輥受金屬 壓力的接觸面為軋件寬度與接觸弧長(zhǎng)度的乘積，而接觸弧長(zhǎng)等于壓下量與工作輥半徑乘積 的平方根，所以采用減少工作輥軋輥直徑的方案是達(dá)到繼續(xù)軋制到較薄厚度的理想方案， 它能使軋制時(shí)壓扁弧長(zhǎng)度得以減少，所需軋制壓力明顯降低。
大坯重鉬板帶用熱軋機(jī)開(kāi)坯時(shí)扭矩很大，因此軋機(jī)萬(wàn)向節(jié)軸也很大，使在一臺(tái)靠工作 輥傳動(dòng)的軋機(jī)上換成較小直徑的工作輥造成工作輥軸徑與萬(wàn)向節(jié)軸嚴(yán)重不匹配，使軋輥傳 動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)。
為此我們采用了上工作輥直徑不變，只把下工作輥換成被動(dòng)小輥徑工作輥，如250 300 毫米左右(同時(shí)加大了軋輥軋制線(xiàn)調(diào)整系統(tǒng)的行程)，大大減少了軋輥壓靠時(shí)軋件厚度，降 低了軋制壓力，使溫軋到1.5毫米得以實(shí)現(xiàn)。考慮軋件有向輥徑小的方向翹起的趨勢(shì)，我 們采用了特殊輥道設(shè)計(jì)方案確保軋件不翹起。
以上兩種軋機(jī)均帶有液壓彎輥等功能，確保了軋件的板型平直。 熱軋或溫軋到制品規(guī)格后，進(jìn)入表面處理機(jī)。我們對(duì)鉬板表面處理進(jìn)行了大量試驗(yàn)， 采用噴砂處理雖然能將氧化皮進(jìn)行去除，但噴砂需裝罐不適用于連續(xù)化生產(chǎn)，大量的氧化 皮粉末很難從沙中分離，造成金屬損耗，噴沙速度無(wú)法控制，產(chǎn)品發(fā)熱和硬化隨厚度不同 變化很大。在這我們選用了變速拋丸處理工藝，由于拋丸速度可任意改變，料的行進(jìn)速度 也可隨需要改變，從而保證了制品表面質(zhì)量。也保證拋丸由返回和過(guò)濾系統(tǒng)循環(huán)中，氧化 皮粉塵從丸中順利的分離出來(lái)，提高了工人的勞動(dòng)條件及回收了稀有金屬。表面處理后的金屬，作為帶坯用的在機(jī)后用巻取機(jī)巻取成巻，送往退火爐退火共冷軋 機(jī)冷軋；表面要求高的處理后進(jìn)3號(hào)爐加熱到400 600t:，用二輥軋機(jī)矯平。 該裝置不僅適用與大單重鉬板，還適用于大單重鎢、鈦板。
權(quán)利要求1、一種大單重鉬板的加工裝置，其特征是主要由混料機(jī)，等靜壓機(jī)，燒結(jié)爐，輥底式加熱爐，感應(yīng)加熱爐，二、四輥式特殊可逆熱軋機(jī)，輻射加熱爐及變速拋丸機(jī)通過(guò)輥道依次連接組成。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大單重鉬板的加工裝置，其特征是所述感應(yīng)加熱爐采 用耗氧氣體保護(hù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大單重鉬板的加工裝置，其特征是所述耗氧氣體保護(hù) 的氣體為氫氣。
4、 裉據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大單重鉬板的加工裝置，其特征是所述輻射加熱爐帶 有帶進(jìn)出料裝置。
5，根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大單重鉬板的加工裝置，其特征是所述帶進(jìn)出料裝置 采用液壓方式傳動(dòng)。
6，裉據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大單重鉬極的加工裝置，其特征是所述采用液壓方式 傳動(dòng)是采用叉架式結(jié)構(gòu)。
7，根據(jù)權(quán)科要求4所述的一種大單重銀板的加工裝置，其特征是，所述帶進(jìn)出料裝置采用機(jī)械方式傳動(dòng)。
8、 裉據(jù)權(quán)教要求4折述的一種大單重銀板的加工裝置，其特征是所述帶逮崈料裝置 采甩氣動(dòng)方式傳動(dòng)。
9、根據(jù)權(quán)賴(lài)要求1銜述:酌一種大單重鉬板翁加工裝置，其特征是所述凝底式加熱爐 敏輥底采用燃?xì)馐胶难醣Ｗo(hù)。說(shuō)\根據(jù)權(quán)賴(lài)要求&所述抱一種大單重?cái)z板的加工裝置，其特征是:所述,式加熱 爐耗氧氣體保護(hù)采權(quán)的氣體是氫氣。
專(zhuān)利摘要涉及稀有金屬壓力加工制造領(lǐng)域的一種大單重鉬板的加工裝置。主要由混料機(jī)，等靜壓機(jī)，燒結(jié)爐，輥底式加熱爐，感應(yīng)加熱爐，二、四輥式特殊可逆熱軋機(jī)，輻射加熱爐及變速拋丸機(jī)通過(guò)輥道依次連接組成。該實(shí)用新型不僅能有效的解決生產(chǎn)大型大單重的鉬板材困難的問(wèn)題，并且成本低、耗能小及環(huán)保。主要用于大單重鉬、鎢、鈦板的加工。
文檔編號(hào)B22F3/16GK201132217SQ20072019483
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者吳維治, 張二召, 琳 畢, 趙宏宇 申請(qǐng)人:中色科技股份有限公司;洛陽(yáng)高科鉬鎢材料有限公司