壓料棒的制造方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及由沖壓加工、切割加工和/或切削加工的廢料、尤其是鎂或鎂合金的廢料無需經(jīng)過熔化作業(yè)地制造壓料棒的方法和設(shè)備。執(zhí)行該方法的設(shè)備主要由用于廢料的存放裝置(1)、廢料粉碎裝置(2)、用于制造圓形錠塊(7)的壓塊機(jī)(3)和用于將圓形錠塊(7)成形為壓料棒(6)的擠壓機(jī)(5)構(gòu)成。
【專利說明】壓料棒的制造方法和設(shè)備
[0001] 本發(fā)明涉及用于制造壓料棒的制造方法和設(shè)備，所述壓料棒用于擠出由鎂或鎂合 金構(gòu)成的型材。
[0002] 在制造由鎂或鎂合金構(gòu)成的半成品和構(gòu)件時(shí)，在切削加工中以及在沖壓或切割加 工中都產(chǎn)生碎肩或沖壓廢料或切割廢料。
[0003]與制造的半成品或構(gòu)件所具備的材料性能相比，所產(chǎn)生的邊角料仍具有相同的材 料性能。
[0004] 這種邊角料通常被集中且通過熔化被供給廢物利用。
[0005] 為了使所述邊角料能更好管理地用于廢物處理和繼續(xù)加工并且在熔化過程中獲 得較高效率，松散碎肩被壓制成金屬餅塊。
[0006] 例如由EP 0367 859 A1公開了為此可用的壓塊機(jī)。為了制造形狀穩(wěn)定的餅塊，壓 塊機(jī)具有預(yù)壓室以及后置的壓制室。待壓制的材料通過供應(yīng)螺桿被供給預(yù)壓機(jī)活塞，從而 裝料室被一直填充至期望高度。隨后操作壓制活塞，以壓實(shí)材料。
[0007] 由DE 10 2008 038 966 B3公開了另一種用于將金屬碎肩壓制成金屬餅塊的裝 置。用于將金屬碎肩壓制成金屬餅塊的裝置具有用于金屬碎肩的儲(chǔ)料容器，其后面設(shè)有葉 輪。葉輪將金屬碎肩供給預(yù)壓室。一個(gè)壓制室與該預(yù)壓室相連，在壓制室中，被預(yù)壓實(shí)的金 屬碎肩隨后被壓制成金屬餅塊，接著被供給熔化作業(yè)。由此一來，沖壓廢料或裁切廢料無法 被加工，因?yàn)樗鼈兊膸缀涡螤畛叽绫冉饘偎榧绱笤S多。在此不利的是，一方面，切割邊角料 的收集、存放和預(yù)處理的成本高，另一方面，為了廢物利用而進(jìn)行的熔化耗用大量能量。
[0008] US-PS 2 391 752描述了一種由鋁或鋁合金的廢料來制造成品如管、棒和型材的 方法，包括壓縮廢料并將其保持在約300°C溫度和約3-8噸/平方英尺壓力下，由此破碎廢料 顆粒的氧化物涂層并形成新的金屬接觸面，接著升溫至約350°C-450°C，并且在壓制裝置中 在約18-40噸/平方英尺壓力下成形為成品。
[0009] 由DE 10 2012 002 009 A1公開了用于由切割邊角料擠壓制造無孔型材的設(shè)備和 方法。該設(shè)備包括擠壓機(jī)，其具有壓縮室、擠壓桿、擠壓模和擠壓筒，由切割加工方法的切割 邊角料或類似物如碎肩或邊角料構(gòu)成的廢料堆可被填入擠壓筒。該設(shè)備在擠壓模和壓縮室 之間具有在擠壓模側(cè)密封該壓縮室的蓋，擠壓桿將由切割邊角料構(gòu)成的廢料堆壓縮向所述 蓋而形成壓坯，同時(shí)去除在壓縮室和廢料堆中余下的流態(tài)夾雜。在移除蓋之后，被壓縮的壓 坯被壓迫穿過呈型材橫截面形狀的擠壓模。
[0010] "壓縮成壓還"是在壓縮室內(nèi)進(jìn)行的，壓縮室的敞開端可相對(duì)于擠壓模被關(guān)閉，在 加熱條件下且在保持不變的液靜壓狀況下經(jīng)過可預(yù)定的時(shí)間段形成壓坯。
[0011] 在此不利的是，擠壓機(jī)在制造擠壓型材時(shí)相對(duì)長時(shí)間地停機(jī)，因?yàn)槊看卧诮柚鷶D 壓模將壓坯成形為型材后都必須在相同的擠壓機(jī)上由切割邊角料制造新壓坯。這尾隨著相 對(duì)長的用于真正型材加工和隨后型材繼續(xù)加工的停機(jī)時(shí)間。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，所述蓋須在 壓縮室和擠壓模的末端之間被擺轉(zhuǎn)入或移入。因?yàn)樗鼈円环矫娣忾]壓縮室且另一方面在擠 壓過程中又須放開至擠壓模的通路，故其安裝至現(xiàn)有的擠壓設(shè)備中牽扯到更高的成本。
[0012] 大多數(shù)擠壓設(shè)備以臥式擠壓桿和擠壓筒工作。因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，填充切割邊角 料是相對(duì)困難的，或者說填滿程度有待改進(jìn)。
[0013] 本發(fā)明著眼于以下問題，擠壓作業(yè)所需要的壓料棒由沖壓加工、切割加工和/或切 削加工的廢料制造并且確實(shí)不需要使廢料經(jīng)受熔化作業(yè)。本發(fā)明包含在工藝及工廠基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)方面的大量設(shè)計(jì)要素。這些要素在其整體應(yīng)用情況下允許很高效且極其環(huán)保的室內(nèi)回收 作業(yè)。這些要素是：
[0014] 1.本發(fā)明尤其涉及鎂合金，其很良好地動(dòng)態(tài)再結(jié)晶且類型單純地被供給廢料回收 作業(yè)。
[0015] 2.整個(gè)車間包括安裝在其中的回收設(shè)備在內(nèi)被如此空氣調(diào)節(jié)，即，防止擴(kuò)大的氧 化物生成或氫氧化物生成。這一般通過限制相對(duì)空氣濕度來做到。
[0016] 3.干燥的、不含化學(xué)品的沖壓廢料或碎肩進(jìn)入到回收循環(huán)中。
[0017] 4.出于安全考慮，廢料粉碎并非以撕扯方法進(jìn)行，而是以裁切方法進(jìn)行。這避免有 害粉塵量的出現(xiàn)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，由沖壓加工、切割加工和/或切削加工的廢料制造壓料棒的方法包括 以下步驟：
[0019] -從存放裝置取出廢料，其中，沖壓加工或切割加工的廢料借助裝置被粉碎并隨后 或許與切削加工的廢料混合；
[0020] -用廢料混合物填充該圓形壓模并且壓制（壓實(shí)）該廢料混合物而形成具有大于 60%的密實(shí)度的圓形錠塊；
[0021]-將圓形錠塊加熱到高于250°C的溫度；
[0022]-將圓形錠塊裝入擠壓機(jī)的擠壓筒并模壓出具有大于95%的密實(shí)度的壓料棒條。
[0023] 還可能的是，該廢料混合物在填充該圓形壓模之前經(jīng)受"預(yù)壓實(shí)"。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，用于由沖壓、切割和/或切削加工的廢料制造壓料棒的設(shè)備包括：用 于廢料的存放裝置、廢料粉碎裝置、用于制造圓形錠塊的壓塊機(jī)、用于加熱圓形錠塊的爐及 制造壓料棒的擠壓機(jī)。存放裝置此時(shí)可如下設(shè)計(jì):設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)艙，用于具有不同幾何尺寸的 廢料。碎肩具有相對(duì)細(xì)的粒度，因此能被直接填入壓塊機(jī)，而沖壓廢料或裁切廢料借助裝置 被分解成合適尺寸。
[0025] 廢料粉碎裝置最好按照切割方法工作，由此盡量減少粉塵出現(xiàn)?；蛟S可以混合各 個(gè)儲(chǔ)艙的廢料并借助預(yù)壓實(shí)機(jī)被送入壓塊機(jī)中。預(yù)壓實(shí)機(jī)最好被加熱且以螺桿壓實(shí)機(jī)形式 構(gòu)成。
[0026] 被填入壓塊機(jī)的壓筒內(nèi)的廢料在那里被壓實(shí)成具有大于60 %的密實(shí)度的圓形錠 塊。在壓塊機(jī)中的壓實(shí)之后是加熱圓形錠塊和在常規(guī)擠壓機(jī)中擠壓圓形錠塊而形成壓料棒 條，其中，它在離開擠壓模之后被切斷至相應(yīng)長度。通過使用陰模(在該陰模中，材料在施加 壓力情況下被一次或多次轉(zhuǎn)向），在壓制過程中在材料內(nèi)部剪切變形(多次剪切和剪切應(yīng)變 累積)下出現(xiàn)顆粒細(xì)度的改善?？蛇x地，可以在高于400 °C的溫度在約6小時(shí)的時(shí)間內(nèi)完成壓 料棒的均質(zhì)化。
[0027] 接著，成品壓料棒具有大于95%的密實(shí)度且能隨后被暫時(shí)存放，或者立即在壓制 線上被繼續(xù)加工成成品擠壓型材。這有以下優(yōu)點(diǎn)，在擠壓生產(chǎn)線上的停機(jī)時(shí)間僅被限制為 壓料棒條的更換時(shí)間。由回收材料(廢料)構(gòu)成的成品壓料棒具有以下性能，其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)且 輪流滿足合金規(guī)范，進(jìn)而與原始制成的壓料棒相比，可按同等資格得以采用。
[0028] 恰好在汽車制造領(lǐng)域中，目前采用了由擠壓型材制造的許多構(gòu)件。因?yàn)檩p型結(jié)構(gòu)， 在此建議鎂或鎂合金。
[0029] 它們通常在具有多條壓制加工線的大型設(shè)備中制造，因此也出現(xiàn)相應(yīng)較多的材料 廢料。最適于加工的鎂合金是具有低的堆垛層錯(cuò)能（Stapelfehlerenergie)的，它能借此良 好地動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于此。因?yàn)楫a(chǎn)生大量材料廢料，故它們無需再被輸送至 材料制造商處以熔化和鑄造新的半成品，而是可以在生產(chǎn)廠內(nèi)被變形為新的壓料棒。
[0030] 將結(jié)合實(shí)施例來詳述本發(fā)明。
[0031] 其中：圖1示出本發(fā)明設(shè)備的示意圖。
[0032] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造壓料棒1的設(shè)備的示意圖。它主要由用于來自連續(xù) 生產(chǎn)的材料廢料的存放裝置構(gòu)成。因?yàn)閷?duì)于整個(gè)生產(chǎn)采用同一種材料即鎂合金且最好是名 為MnE21 ?的合金，故材料廢料也是類型單純的廢料。
[0033] 在存放裝置1中，廢料根據(jù)其幾何尺寸被分開存放。例如來自切削加工的小粒度廢 料可以被直接送入壓塊機(jī)3中。具有較大幾何尺寸的廢料如沖壓廢料或下腳料借助裝置2被 粉碎成粒度適當(dāng)?shù)膹U料。它們隨后可以被送入壓塊機(jī)3中，或是可以與其它廢料例如碎肩混 合。
[0034] 壓塊機(jī)3以具有豎直的圓形壓模的機(jī)械壓塊機(jī)形式構(gòu)成。該豎直設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡化了 壓模的填充并也允許填充得盡量滿。也可以想到具有多個(gè)并排的壓模的壓制裝置。通過壓 力作用于壓模的內(nèi)填物，形成具有高于60%的密實(shí)度的圓形錠塊。
[0035] 所制成的圓形錠塊7在爐4內(nèi)被加熱到約450 °C溫度。接著，被加熱的圓形錠塊7被 送入擠壓機(jī)5的擠壓筒并且通過施壓而變形成壓料棒6或壓料棒條。在壓料棒條情況下，它 可以在脫離陰模后例如通過飛鋸被相應(yīng)截?cái)?。此時(shí)形成的壓料棒具有大于95%的密實(shí)度。
[0036] 接著，所述壓料棒在壓制線上的擠壓機(jī)中被繼續(xù)加工成相應(yīng)的型材或被暫時(shí)存 放?？蛇x地，壓料棒的均質(zhì)化可以在高于400 °C的溫度且在約6小時(shí)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
[0037]附圖標(biāo)記列表 [0038] 1-存放裝置
[0039] 2-粉碎裝置
[0040] 3-壓塊機(jī)
[0041] 4-爐
[0042] 5-擠壓機(jī)
[0043] 6-壓料棒
[0044] 7-圓形錠塊
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種由沖壓加工、切割加工和/或切削加工的廢料來制造壓料棒的方法， 其特征是， 在第一步驟中，自存放裝置（1)取出廢料，其中，沖壓加工或切割加工的廢料借助裝置 (2)被粉碎，隨后或許與切削加工的碎料混合， 在第二步驟中，在圓形的壓模中填充廢料混合物并且所述廢料混合物被壓制成密實(shí)度 大于60 %的圓形錠塊(7)， 在第三步驟中，所述圓形錠塊(7)被加熱到高于250°C的溫度，并且 在第四步驟中，被加熱的圓形錠塊(7)被送入擠壓機(jī)(5)的擠壓筒并通過模壓被成形為 密實(shí)度大于95 %的壓料棒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述廢料混合物在填充所述圓形的壓模之前接受 預(yù)壓縮。3. -種用于按照權(quán)利要求1的方法由沖壓加工、切割加工和/或切削加工的廢料制造壓 料棒的設(shè)備， 其特征是， 該設(shè)備基本上包括：用于廢料的存放裝置（1)、廢料粉碎裝置（2)、用于制造圓形錠塊 (7)的壓塊機(jī)(3)、用于加熱所述圓形錠塊(7)的爐(4)以及用于由所述圓形錠塊(7)制造所 述壓料棒(6)的擠壓機(jī)(5)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征是，用于粉碎沖壓加工或切割加工廢料的裝置(2)布 置在所述存放裝置(1)和所述壓塊機(jī)(3)之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征是，在所述壓塊機(jī)(3)之前設(shè)有用于預(yù)壓縮所述廢料 混合物的裝置。6. 根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4和5中至少一項(xiàng)的設(shè)備，其特征是，所述壓塊機(jī)(3)具有 至少一個(gè)豎直的圓形壓模。
【文檔編號(hào)】B21C23/01GK105960324SQ201480074761
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日
【發(fā)明人】安德烈亞斯·耶格, 卡爾海茵茨·林德涅, 拉爾夫·安德澤肯
【申請(qǐng)人】烏爾里?！げ蚩?br>