專利名稱：多通銅連接管鑄造工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涉及一種金屬鑄造工藝及設(shè)備，特別是涉及一種制冷，水暖系統(tǒng)中的多通銅質(zhì)異型連接管的無焊縫鑄造工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，多通型連接管被廣泛應(yīng)用于制冷、水暖循環(huán)等系統(tǒng)中，是這些系統(tǒng)中不可或缺的重要零部件，通常這類產(chǎn)品具有品種規(guī)格多，數(shù)量需求大，形狀復(fù)雜，加工難度大等特點。而現(xiàn)有的多通型連接管都是利用切削、鉆孔、焊接等傳統(tǒng)機(jī)械加工方法來生產(chǎn)實現(xiàn)的，不僅加工工藝復(fù)雜，往往要經(jīng)過多次切削、鉆孔、擴(kuò)孔、焊接，生產(chǎn)效率低，成本高，而且加工成的產(chǎn)品由于存在焊縫焊疤，因此其抗震、抗壓性、氣密性比較差，易產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。對于形狀復(fù)雜，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜且管徑小、管壁薄的連接管，用傳統(tǒng)機(jī)械加工就很難達(dá)到設(shè)計要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)速度快、成本低、工藝簡便，尤其適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多通銅連接管鑄造工藝及設(shè)備。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種多通銅連接管鑄造工藝，包括以下幾個步驟a制作芯模根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求制作芯模模具，將錫、鉛、鉍、鎘的熔融液體倒入芯模模具中澆鑄成芯模，所述的熔融液體溫度控制在130℃-350℃之間；b配制電鑄液按每升水含有100-230克硫酸銅(CuSO4·5H2O)比例將硫酸銅投入水中溶解、攪拌，在上述溶液中以每升60-200克的比例加入濃度為98％的濃硫酸，制成電解液待用，將適量的光亮劑、整平劑、防針孔劑溶解于蒸餾水，并將該溶解液兌入待用的電解液中制成電鑄液；
c電鑄成型使電鑄設(shè)備中的電鑄液保持循環(huán)流動，控制其溫度及流速，以磷銅板作為陽極，芯模作為陰極，通電芯模在電鑄液流向的垂直方向運動，銅在芯模上沉積制成連接管成型件；d退芯模將連接管成型件加熱，溫度控制在130℃-350℃，使芯模熔化，收集熔化的芯模材料循環(huán)使用；e精加工對成型的連接管進(jìn)行打磨、拋光、精加工至成品。
本發(fā)明工藝中制芯模原料，錫、鉛、鉍、鎘的重量份額為(80-126)∶(50-64)∶(30-85)∶(10-29)，制芯模原料在管件退芯以后可重復(fù)制芯使用。配置的電鑄液每升水中含有硫酸銅(CUSO4·5H2O)100-230克，濃硫酸(含量98％)60-200克，光亮劑0.1-0.5克、整平劑0.01-0.04克、防針孔劑0.2-0.9克。其中光亮劑、整平劑、防針孔可用如下化學(xué)物包括聚二硫丙烷磺酸鈉，烷基苯駢咪唑、咪唑烷硫銅、聚己二醇十二烷基硫酸鈉等。工藝中磷銅板作為電鑄加工的陽極作用，其含CU量為99.9％以上，含磷0.04-0.06％，芯模作為電鑄加工的陰極作用，其通電電流密度為2-35A/dm2，加工時，芯模以10-30次/min的速度在電鑄液中垂直電鑄液流向上下移動，移動間距3-10cm，電鑄液流速控制在25-55L/min。通過上述工藝參數(shù)的綜合調(diào)節(jié)，達(dá)到控制銅層沉積速度為0.01-0.25mm/h，以得到最佳的成品質(zhì)量。經(jīng)過水壓、氣密性等試驗顯示，本發(fā)明尤其適用于管壁0.5-2.5mm，管徑5-60mm的各類連接管的鑄造。
本發(fā)明中的一種多通銅連接管電鑄設(shè)備，包括電鑄槽、位于電鑄槽內(nèi)的陽極、陰極及對電極提供直流電的電源，其特征在于所述的電鑄槽包括相互連通的貯液槽、過濾泵和沉積槽，以及位于沉積槽上方用于控制芯模上下移動的升降機(jī)構(gòu)，所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有與電源的負(fù)極相連的導(dǎo)電棒。貯液槽分為低位槽和高位槽，其中低位槽容積與沉積槽容積相當(dāng)，高位槽體積為低位槽體積的30％以上，過濾泵導(dǎo)管連接于高、低位槽之間，用于電鑄液雜質(zhì)過濾及為電鑄液流動提供動力源，該設(shè)計充分考慮了槽內(nèi)電鑄液在保證成分的情況下具有良好的流動性，便于實現(xiàn)電鑄液較長期的循環(huán)使用。高位槽的出口及低位槽的進(jìn)口分別與沉積槽的進(jìn)口控制閥、出口控制閥通過導(dǎo)管管路連接，控制閥帶有流量計。流量計設(shè)置配合控制閥作用用于控制槽內(nèi)電鑄液的流速，保證銅層沉積的效果。這里沉積槽采用內(nèi)帶棱條的槽體，棱條水平置于槽體中間，其僅有一端與槽體相連，將槽體分隔成兩個相連的腔室，槽體內(nèi)側(cè)壁及棱條兩側(cè)壁設(shè)置有與通電導(dǎo)電棒相連作為陽極的磷銅板，沉積槽的這種結(jié)構(gòu)使陽極磷銅板有較多的作用面積，同時保證電鑄液有較好的流動性。電鑄時，作為陰極的芯模在電鑄液中上下移動，能有效地加強(qiáng)電鑄液的陰極極化，提高陰極電流密度上限，使沉積層結(jié)晶細(xì)致、緊密，可大大提高生產(chǎn)效率，同時保證銅質(zhì)連接管的各項性能指標(biāo)。另外出于對設(shè)備本身的保護(hù)以及保障產(chǎn)品性能的考慮，上述設(shè)備中的貯液槽、沉積槽槽體均采用內(nèi)襯PVC板結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管也是運用PVC制導(dǎo)管。本發(fā)明在實際生產(chǎn)時，還可根據(jù)需要將多組沉積槽并接使用，達(dá)到同時生產(chǎn)更多產(chǎn)品的目的，提高加工效率。
本發(fā)明設(shè)備中的升降機(jī)構(gòu)包括支架、減速電機(jī)、受減速電機(jī)牽引的連桿機(jī)構(gòu)及與連桿機(jī)構(gòu)輸出桿連接的活動桿，所述活動桿位于支架上方通過滾動軸與支架相連，活動桿上設(shè)有一根或一根以上的橫桿，橫桿兩端設(shè)有掛鉤及導(dǎo)電棒。其中減速電機(jī)為動力源，導(dǎo)電棒為電鑄時的芯模提供電源支持，而其它的連桿機(jī)構(gòu)、活動桿、滾動軸、橫桿及掛鉤均為芯模升降實現(xiàn)的傳動機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)為可以控制活動桿在一定弧度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動的凸輪連桿機(jī)構(gòu)等裝置。具體工作時，將制得的芯模掛在掛鉤上，使芯模與導(dǎo)電棒始終良好連接，開動電機(jī)，電機(jī)作用使連桿機(jī)構(gòu)工作帶動活動桿運動進(jìn)而實現(xiàn)橫桿運動，由于活動桿通過滾動軸與固定支架相連且減速電機(jī)作用的特性，可方便實現(xiàn)活動桿在支架上被控制在一定弧度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)相應(yīng)橫桿的上下擺動，橫桿的上下擺動通過掛鉤作用便實現(xiàn)了電鑄時芯模的上下移動。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1)產(chǎn)品為沒有焊疤的整體管件，其內(nèi)、外表面光潔度高，抗震、抗壓性，氣密性均較高；2)產(chǎn)品加工一次成型，用料省，生產(chǎn)速度快、成本低；3)能根據(jù)模具鑄造各種復(fù)雜的連接管，滿足不同系統(tǒng)及用戶的需要，用途廣泛。

圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖。
圖2為本發(fā)明電鑄設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖3為本發(fā)明的沉積槽的示意圖。
圖4為本發(fā)明的沉積槽截面示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例2沉積槽的示意圖。
圖6為本發(fā)明升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示1、貯液槽 2、過濾泵 3、沉積槽 4、升降機(jī)構(gòu) 5、進(jìn)口控制閥 6、出口控制閥 7、棱條 8、磷銅板 11、低位槽 12、高位槽 41、支架 42、減速電機(jī) 43、連桿機(jī)構(gòu) 44、活動桿 45、滾動軸 46、橫桿 47、掛鉤具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述實施例1如圖2、3、4、6所示，多通銅連接管電鑄設(shè)備它包含有用PVC導(dǎo)管連通的高位槽12、低位槽11、過濾泵2和沉積槽3，其中低位槽11容積與沉積槽3容積相當(dāng)，高位槽12容積為低位槽11容積的30％左右，過濾泵2位于高低位槽之間，用于過濾循環(huán)流動的電鑄液的雜質(zhì)和為其提供動力。沉積槽為單個內(nèi)帶棱條7的槽體，槽體為內(nèi)襯PVC結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)壁及棱條兩側(cè)壁設(shè)置有通電工作時作陽極使用的磷銅板8，所述磷銅板為含CU量99.9％以上，含磷0.04-0.06％。沉積槽流體進(jìn)出口設(shè)置有控制閥門并配有流量計，用于生產(chǎn)時對電鑄液流量、流速進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)。沉積槽上方設(shè)有用于控制芯模上下移動的升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)包括支架41、減速電機(jī)42、受減速電機(jī)牽引的連桿機(jī)構(gòu)43及與連桿機(jī)構(gòu)輸出桿連接的活動桿44，活動桿44位于支架41上方通過滾動軸45與支架41相連，活動桿上設(shè)有多根橫桿46，每兩根橫桿通過中間件相連，掛鉤47及用導(dǎo)線與電源相連的導(dǎo)電棒掛接在上述中間件上。
運用上述設(shè)備進(jìn)行多通銅連接管鑄造時，首先根據(jù)已開發(fā)的模具，用錫、鉛、鉍、鎘混合材料的熔融液體倒入模具中澆鑄芯模，其重量比為100份的錫、60份的鉛、30份的鉍、12份的鎘在200℃-280℃加熱熔化后澆入模具中。其次將CUSO4·5H2O以200g/l的比例投入水中溶解，而后攪拌加入70克左右的濃H2SO4(98％)，靜置待用，再將聚二硫丙烷磺酸鈉，烷基苯駢咪唑、咪唑烷硫銅、聚己二醇十二烷基硫酸鈉等添加劑微量(0.5g/l左右)溶解于蒸餾水，將該溶解液按比例要求兌入待用的電解液中制成電鑄液；接下來，將電鑄液溫度控制在20℃-30℃之間置于高低位槽、過濾泵和沉積槽之中，使其以35L/min(升/分)左右的速度循環(huán)流動。將制得的芯模掛接在上述設(shè)備的掛鉤上，確保導(dǎo)電棒與芯模連接。完成上述準(zhǔn)備后，即可進(jìn)行電鑄工藝，使磷銅板及芯模通電，將芯模通電電流密度控制在10A/dm2，開動減速電機(jī)，通過升降機(jī)構(gòu)控制芯模在電鑄液中以20次/min的速度上下移動，移動間距約7cm進(jìn)行電鑄，沉積銅層。該過程是整個工藝的關(guān)鍵，需要對各種參數(shù)的綜合調(diào)節(jié)配置，一般將銅層沉積速度控制在0.2mm/h(毫米/小時)，以確保電鑄得到的連接管各項性能均較好。完成電鑄后，從掛鉤上取下成型件，在烘箱中用200℃-280℃的高溫對其加熱，利用銅與芯模不同的熔點將芯模熔化，所得的芯模材料返回可重復(fù)作置芯使用。最后，對成型的連接管內(nèi)、外表面進(jìn)行拋光等常規(guī)精加工處理后即得成品。
實施例2如圖2、4、5、6所示，本實施例與實施例1的不同之處在于電鑄設(shè)備的沉積槽3由多個沉積槽并接而成，相應(yīng)沉積槽上方的升降機(jī)構(gòu)4數(shù)量也增加，電鑄液在各個沉積槽的進(jìn)、出口匯入一根總的PVC導(dǎo)管，高低位槽12、11與該總導(dǎo)管連通。采用這種結(jié)構(gòu)的電鑄設(shè)備，結(jié)構(gòu)更緊湊、適合于大批量的生產(chǎn)，因此可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
使用本發(fā)明的工藝及電鑄設(shè)備，產(chǎn)品沒有焊疤，其內(nèi)外表面光潔度高，抗震、抗壓性，氣密性高，產(chǎn)品加工一次成型，用料省，生產(chǎn)速度快、成本低滿足不同系統(tǒng)及用戶的需要，用途廣泛。
權(quán)利要求
1.一種多通銅連接管鑄造工藝，其特征是它包括以下步驟a制作芯模根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求制作芯模模具，將錫、鉛、鉍、鎘的熔融液體倒入芯模模具中澆鑄成芯模，所述的熔融液體溫度控制在130℃-350℃之間；b配制電鑄液按每升水含有100-230克硫酸銅(CUSO4·5H2O)比例將硫酸銅投入水中溶解、攪拌，在上述溶液中以每升60-200克的比例加入濃度為98％的濃硫酸，制成電解液待用，將適量的光亮劑、整平劑、防針孔劑溶解于蒸餾水，并將該溶解液兌入待用的電解液中制成電鑄液；c電鑄成型使電鑄設(shè)備中的電鑄液保持循環(huán)流動，控制其溫度及流速，以磷銅板作為陽極，芯模作為陰極，通電芯模在電鑄液流向的垂直方向運動，銅在芯模上沉積制成連接管成型件；d退芯模將連接管成型件加熱，溫度控制在130℃-350℃，使芯模熔化，收集熔化的芯模材料循環(huán)使用；e精加工對成型的連接管進(jìn)行打磨、拋光、精加工至成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通銅連接管鑄造工藝，其特征在于所述的制芯模原料，錫、鉛、鉍、鎘的重量份額為(80-126)∶(50-64)∶(30-85)∶(10-29)；每升電鑄液中水含有光亮劑0.1-0.5克、整平劑0.01-0.04克、防針孔劑0.2-0.9克；電鑄時，電鑄液溫度為20℃-30℃，流速10-50米/分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通銅連接管鑄造工藝，其特征在于所述的作為陽極的磷銅板含銅量為99.9％以上，作為陰極的芯模其通電電流密度為2-35A/dm2，銅層沉積速度為0.01-0.25mm/h。
4.一種多通銅連接管電鑄設(shè)備，包括電鑄槽、位于電鑄槽內(nèi)的陽極、陰極及對電極提供直流電的電源，其特征在于所述的電鑄槽包括相互連通的貯液槽(1)、過濾泵(2)和沉積槽(3)，以及位于沉積槽上方用于控制芯模上下移動的升降機(jī)構(gòu)(4)，所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有與電源的負(fù)極相連導(dǎo)電棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鑄設(shè)備，其特征在于所述貯液槽包括低位槽(11)和高位槽(12)，過濾泵通過管路連接其間，高位槽的出口及低位槽的進(jìn)口分別與沉積槽的進(jìn)口控制閥(5)、出口控制閥(6)管路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鑄設(shè)備，其特征在于所述沉積槽為內(nèi)帶棱條(7)的槽體，槽體內(nèi)側(cè)壁及棱條上設(shè)有導(dǎo)電棒，導(dǎo)電棒與磷銅板(8)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鑄設(shè)備，其特征在于所述沉積槽為一組或一組以上，其控制閥包含有流量計。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鑄設(shè)備，其特征在于所述升降機(jī)構(gòu)(4)包括支架(41)、減速電機(jī)(42)、受減速電機(jī)牽引的連桿機(jī)構(gòu)(43)及與連桿機(jī)構(gòu)輸出桿連接的活動桿(44)，所述活動桿位于支架上方通過滾動軸(45)與支架(41)相連，活動桿上設(shè)有一根或一根以上的橫桿(46)，橫桿兩端設(shè)有掛鉤(47)及導(dǎo)電棒。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鑄設(shè)備，其特征在于所述貯液槽、沉積槽采用內(nèi)襯PVC軟板結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于涉及制冷，水暖系統(tǒng)中的多通銅質(zhì)異型連接管的無焊縫鑄造工藝及設(shè)備。其鑄造工藝步驟包括制作芯模、配制電鑄液、電鑄成型、退芯模和精加工；本發(fā)明的一種多通銅連接管電鑄設(shè)備，包括電鑄槽、位于電鑄槽內(nèi)的陽極、陰極及對電極提供直流電的電源，其特征在于所述的電鑄槽包括相互連通的貯液槽、過濾泵和沉積槽，以及位于沉積槽上方用于控制芯模上下移動的升降機(jī)構(gòu)，所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有與電源的負(fù)極相連導(dǎo)電棒。使用本發(fā)明的工藝及電鑄設(shè)備，產(chǎn)品沒有焊疤，其內(nèi)外表面光潔度高，抗震、抗壓性，氣密性高，產(chǎn)品加工一次成型，用料省，生產(chǎn)速度快、成本低滿足不同系統(tǒng)及用戶的需要，用途廣泛。
文檔編號C25D1/10GK1683598SQ20041001779
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月18日
發(fā)明者周冠軍 申請人:新昌縣梅渚遠(yuǎn)景塑料制品廠