装模:先看压紧面,再谈温度
清模这一步容易被跳过。上一班挤完的残铜粘在模孔入口 R2.5 的倒角上,钢丝轮打不干净,得泡 10% 硝酸,8 分钟捞出来冲净。我们吃过一次亏:这台铜型材挤压机的模孔倒角上留了一圈指甲盖宽的残铜,首件出来全长一道亮痕,往后连着 40 多支都有,只能整批降级。
挤压筒预热到 420℃,模具 480℃,升温速率压在每小时 80℃ 以内。这条限速率比终温重要——模子从冷态直接拉到 480℃,两个小时不到就到,裂纹是从模孔根部往外走的,肉眼看不出来,等到第 300 支左右崩掉一角才算知道。
装模调同轴花了 40 分钟,模支承压紧面用 0.05 毫米塞尺贴着一圈走,塞不进去才算完。从装模起到能挤首件,全程 3 小时 20 分:预热 2 小时 40 分,装调 40 分。这 200 分钟是死的,排产的时候经常只算换模那 24 分钟,前后差着一整个班的零头。
预热:炉子的节拍是照着挤压周期排的
步进炉三个区,700、880、860℃,炉内 16 个工位,步进周期 3 分 40 秒,一根棒从进炉到出料端走完是 58.7 分钟。铸棒 Φ195×700,T2 紫铜,单支 186 公斤,出炉心部 860℃。
挤压这边,Φ200 的筒开坯挤到 Φ85,挤压比 5.54,前段速度 30 毫米每秒,一根棒走完连压带辅助是 217 秒,也就是 3 分 37 秒。
这两个数是配着的:步进 220 秒,挤压 217 秒,缓冲只有 3 秒。剪压余那道工序只要多花 20 秒,缓冲就是负的,出料端立刻开始排队。这套配法在铜型材挤压机上比在铝机上更吃紧,因为铜的挤压速度本来就低,节拍拉不开。
所以"铸棒加热的梯度控制"在我们的现场,真正要管的不是炉子里三个区的温度差,是一根棒出炉之后还要等多久才被推进筒里。炉温是平的,等待时长不是。
首件:第7支才回到1240吨
换模停机 24 分钟,主机停了,步进梁没停。炉子照着 220 秒一步往外推,出料辊道上排着队,第一支等了 24 分钟,第二支 20 分 18 秒,第三支 16 分 40 秒,一支比一支少 3 分 40 秒,一直少到第七支的 2 分钟。
Φ195 的紫铜棒在辊道上,前 5 分钟掉温约 15℃ 每分钟,之后约 6℃。等满 24 分钟那支,心部从 860℃ 落到 790℃,表面更低,摸上去颜色都发暗了。等 2 分钟那支还挂在 845℃。
挤压力跟着这条梯度走:稳态是 1240 吨,换模后第一支 1418 吨,第二支 1396,第三支 1372,第四支 1340,第五支 1278,第六支 1256,第七支 1243。到第七支才贴回基线,跟"超时棒的 7 支"一个数对上。
这台铜型材挤压机公称 1600 吨,长期允许峰值 1480 吨,1520 报警。1418 没超线,所以换模后谁都没当回事——压力高一点,模具热一热就好了,老师傅都这么说。可模具 20 分钟就热透了,压力却要 7 支才回来,这两个时间对不上。
稳态:盯出模口,不盯棒头
稳态阶段盯的参数不是棒温,是出模口温度。铜的变形热大,860℃ 进去,出口头段能到 905℃,尾段爬到 968℃——紫铜这时候已经进了热脆区,表面开始出细裂纹,摸不出来,酸洗完才显。
处理办法是把尾段速度从 30 毫米每秒降到 19。降下来之后尾段出口 912℃,裂纹没了,代价是一根棒多花 12 秒。这 12 秒是从那 3 秒缓冲里预支的,所以稳态时只要剪压余慢一次,出料端就排上队,排上队就有人喊"炉子推快点",一推快,棒在均热区少待一个工位,温度又回落。
这一段的梯度在铜型材挤压机上是反着的:前面说的是棒等着变凉,这里是棒越挤越热。两条曲线交叉的地方,就在挤压行程 60% 到 75% 那一段。
换模:该停的不是主机,是步进梁
我们把这台铜型材挤压机换模后头几支压力高的现象拍了照,打电话过去问是不是机器的事。无锡市伟特机械设备制造厂那边没接这个话,先要了两个数:炉子步进周期多少,均热区几个工位。答 3 分 40 秒、6 个。对面说,那就是 22 分钟,换模前 22 分钟把步进打到保持。
道理是:棒在均热区 860℃ 里原地待着,温度不掉;出炉堆在辊道上,每分钟掉 6 到 15℃。同样等 24 分钟,一个还在 860,一个掉到 790,差 70℃。停推的提前量就是均热区工位数乘步进周期,6 乘 3 分 40 秒,22 分钟。
一年换模 68 回,改之前每回头三支判废,3 支 558 公斤,全年 37.9 吨。铜价 72000 一吨、废铜回收 66000,净损 6000 一吨,加上已经投进去的 3800 一吨加工费,光判废就是 37.1 万;第四到第六支降级,204 支按 2600 一吨的差价,再 9.9 万。改成提前 22 分钟停推之后,判废掉到一年 5 吨,两边加起来省 36 万。
停推也不是白停的。均热区保温超过 40 分钟,紫铜晶粒要粗化,这时候得把区温从 860 压到 810℃ 待机,恢复生产还要 15 分钟回温。一年里有 9 回换模超过 40 分钟,那 9 回走的是降温待机这一套,换模单上另画了一栏。
换模单上多出来的这栏,栏头写的是"停推",第一行填的是 14:10。第二天中班照着填了 14:10——那天换模是 15:40 才开始的。




