PL193538B1 - Sposób wytwarzania wyrobów z wolnymi od naprężeń rozciętymi brzegami - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wyrobów z wolnymi od naprezen rozcietymi brzegami, znamienny tym, ze rozcina sie arkusz na bazie miedzi, wygrzewa sie tasmy w piecu w atmosferze ochronnej w temperaturze od 200°C do 250°C w okreslonym czasie do uwolnienia tasmy od naprezen, i ochla- dza sie tasmy do temperatury pokojowej w piecu, wypuszcza sie atmosfere ochronna i usuwa sie tasmy z pieca. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów z wolnymi od naprężeń rozciętymi brzegami.

Cienkie miedziane taśmy mają szerokie zastosowanie w handlu. Są one na przykład stosowane na końcówki połączeń elektrycznych. Innym ważnym zastosowaniem jest wytwarzanie elementów sprężystych i tym podobnych. Taśmy miedziane dostarczane są do producentów w postaci gotowej do użycia i wykonania z nich różnych wyrobów przemysłowych.

Generalnie, producenci otrzymują taśmy miedziane w postaci płaskich zwojów. Płaski zwój jest po prostu długą taśmą miedzianą zwiniętą w zwój. Następnie producent stosuje prasy wykonane przez firmy takie jak Bruderer, Ridgefield, New Jersey lub The Minster Machine Company, Minster, Ohio, w celu wytłoczenia taśmy o żądanym kształcie dla części, która ma zostać wykonana. Tak wytwarzane wyroby mogą być na przykład po prostu sprężynami, końcówkami wewnętrznymi lub końcówkami zewnętrznymi w różnych konfiguracjach. Po operacji tłoczenia na prasie, części łączy się z pierwotną taśmą zwaną nośnikiem. Nośnik może mieć wytłoczenia ukształtowane na każdym brzegu lub tak jak w wielu przypadkach wzdłuż jednego lub dwóch brzegów. Po wytłoczeniu, części mogą być zastosowane w takiej postaci, szczególnie jeśli są wytłoczone z cienkiej blachy miedzianej. W innych przypadkach, tak wytwarzane wyroby są następnie platerowane różnymi powłokami antykorozyjnymi lub innymi metalami takimi jak nikiel, cyna lub złoto, w celu przystosowania wyrobów miedzianych do ostatecznego zastosowania.

Podczas platerowania wyrobów są one wciąż połączone z nośnikiem taśmowym, i ważne jest, by przeszły przez różne roztwory oraz etapy płukania i suszenia nie stwarzając przy tym żadnych problemów. Podczas operacji końcowej, tak wytworzone części są usuwane lub odłączane od nośnika taśmowego. W przypadku, gdy wyrobami są końcówki, łączy się je z przewodami elektrycznymi w postaci kabli i montuje w obudowie plastikowej lub innej. Takie połączenia posiadają zazwyczaj wiele końcówek.

Przy stosowaniu takich operacji tłoczenia, jak i również w produkcie końcowym, ważne jest, by kształt taśmy był trwały z minimalnym odkształceniem takim jak wywinięcie, wygięcie, skręcenie lub zwinięcie. Niestety, nawet jeśli taśma wydaje się być wizualnie dobra, może jednak stwarzać problemy po operacji tłoczenia. A zatem, taśma może okazać się wygięta lub skręcona na wyjściu, szczególnie jeśli nośnik taśmowy znajduje się tylko na jednym brzegu pierwotnej taśmy.

Wiele przypadków może wyjaśnić występowanie tego typu niepożądanych efektów. Mogłyby być one pozostałościami ukrytych naprężeń w taśmie otrzymanej od producenta taśmy. Podczas operacji rozcinania, stosowanej do przygotowania taśmy ze zwoju miedzi, brzegi taśmy mogą zostać oderwane lub ścięte. W rzeczywistości, nie jest możliwe wycięcie taśmy bez wprowadzenia naprężeń do wytwarzanej taśmy. Podczas takiej operacji niewielki obszar wzdłuż krawędzi taśmy może zostać wydłużony. Ponieważ obszar oderwanego brzegu jest mały, nie powoduje to dużych deformacji. Jednakże, naprężenia spowodowane rozcięciem tego pierwszego brzegu, mogą w przybliżeniu zostać zrównoważone przez naprężenia występujące w innym brzegu taśmy. A zatem, zwój może wydawać się prosty aż do momentu, gdy operacja tłoczenia rozdzieli brzegi.

Problem może być rozwiązany wieloma sposobami. Jednym z nich jest usunięcie części taśmy poprzez wytrawienie, pozostawiając jednak nietknięte rozcięte brzegi i przyległy metal. Jeśli ewentualnie pojawi się problem, pozostający materiał wygnie się w różnych kierunkach w zależności od zastosowanego procesu.

Przeprowadzono wiele prób w celu zmniejszenia problemu. Zazwyczaj, jedną z operacji jest prostowanie wygięć poprzez rozciąganie, która to operacja redukuje naprężenia i powoduje, że taśma jest płaska. To polepsza także operację rozcinania zwoju. Dobre nożyce z dołem pętlowym lub rdzeniem przesuwnym, umożliwiają kontrolę nacisku dla każdego indywidualnego cięcia. Z takimi narzędziami i odpowiednim ich ustawieniem podczas rozcinania, możliwe jest dostarczenie wyrobu, który może być tłoczony bez problemów powstałych z winy producenta. Jednakże czasami zdarza się, że konstrukcja części tłocznika stwarza takie trudności w tłoczeniu, że pozornie dobra taśma w rezultacie może okazać się skręcona lub wygięta.

Sposób wytwarzania wyrobów z wolnymi od naprężeń rozciętymi brzegami, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rozcina się arkusz na bazie miedzi, wygrzewa się taśmy w piecu w atmosferze ochronnej w temperaturze od 200°C do 250°C w określonym czasie do uwolnienia taśmy od

PL 193 538 B1 naprężeń, i ochładza się taśmy do temperatury pokojowej w piecu, wypuszcza się atmosferę ochronną i usuwa się taśmy z pieca.

Korzystnie arkusz na bazie miedzi jest czystą miedzią lub stopem miedzi.

Korzystnie stop jest stopem miedzi i cynku lub stopem miedzi i cyny.

Temperatura wynosi od 200°C do 240°C.

Taśmy wygrzewa się w czasie od jednej godziny do dziesięciu godzin.

Korzystnie taśmy wygrzewa się w czasie od czterech godzin do ośmiu godzin.

Atmosfera ochronna zawiera gaz obojętny.

Atmosfera ochronna zawiera azot.

Atmosfera ochronna jest atmosferą redukującą.

Korzystnie atmosfera ochronna zawiera od jednego do 30% objętości wodoru.

Korzystnie atmosfera ochronna zawiera od 70 do 99% objętości azotu a pozostałą część atmosfery stanowi wodór.

Szerokość taśm wynosi od 6,35 mm do 101,6 mm.

Korzystnie szerokość taśm wynosi od 25,4 mm do 50,8 mm.

Grubość arkusza wynosi od 0,254 mm do 0,508 mm.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się produkt wyjściowy w postaci zwoju miedzi, wolny od problemów skręcenia i wygięcia opisanych w stanie techniki, stosowany do wytwarzania połączeń, sprężyn i tym podobnych części.

Sposób według wynalazku zapewnia otrzymanie taśm miedzianych w zwojach, które podczas tłoczenia i/albo cięcia nie wyginają się ani nie skręcają. A zatem, taśmy miedziane według niniejszego wynalazku mogą być bez problemów użyte do przemysłowego wytwarzania wyrobów takich jak końcówki, sprężyny i tym podobnych części.

Wyrażenie materiału na bazie miedzi, oznacza tu użycie miedzi i różnych stopów miedzi, które mogą mieć praktyczne zastosowanie w niniejszym wynalazku. Na przykład miedź elektrolityczna, stopy miedzi zawierające cynk lub stopy miedzi zawierające cynę, mogą być poddane działaniu według sposobu zgodnego z niniejszym wynalazkiem. Przykłady stopów miedzi zawierają 200 grup stopów miedzi i cynku oraz 500 grup stopów miedzi i cyny. Szczególnie pożądane stosowane stopy, z czystą miedzią włącznie, obejmują C194, C230, C260, C422, C425, C510, C511, C519, C521, C1453, C19210, C50715 i C50725.

Ponadto w celu obróbki płaskich zwojów, sposób według wynalazku jest szczególnie użyteczny do obróbki poprzecznie zwijanych arkuszy miedzi. Poprzeczny zwój jest rozciętą taśmą miedzianą owiniętą na szpuli. Biorąc pod uwagę temperaturę obróbki zgodnie z wynalazkiem, materiał szpuli musi być wytrzymały na temperaturę obróbki przez czas konieczny do zakończenia tego etapu procesu. W szczególności odpowiednim materiałem na szpule jest stal miękka.

Temperatura stosowana do wygrzewania zwojów taśmy zgodnie z wynalazkiem, może zawierać się w przedziale od około 200°C do około 250°C. Jeżeli temperatura jest dużo mniejsza od 200°C, nie osiągnie się pożądanego rezultatu. Temperatury wyższe od około 250 C są stratą energii oraz z drugiej strony mogą spowodować inne niepożądane efekty. Temperatury w przedziale od około 200°C do 240°C są szczególnie korzystne.

Wymagany czas obróbki cieplnej zawiera się w przedziale od około jednej godziny do dziesięciu godzin. Krótszy czas generalnie nie powoduje znaczącego zredukowania wygięć lub skręceń w taśmach miedzianych. Dłuższe czasy nie zapewniają lepszych rezultatów i zmniejszają opłacalność wytwarzania wyrobu. Szczególnie korzystne w pewnych przykładach wykonania według wynalazku, jest utrzymywanie zwojów taśmy miedzianej w temperaturze obróbki przez cztery do ośmiu godzin.

Biorąc pod uwagę szeroką różnorodność arkuszy miedzi i arkuszy stopów miedzi mających być poddanych obróbce, generalnie używane grubości w produkcji końcówek i sprężyn zawierają się od 0,254 mm do 0,508 mm. Cieńsze arkusze nie posiadają wymaganej wytrzymałości, grubsze zaś są zbyt sztywne i zbyt ciężkie do zamierzonych zastosowań materiału wyjściowego taśmy miedzianej przygotowanej zgodnie z wynalazkiem.

Do rozcinania może być zastosowany szeroki zakres szerokości zwoju. Generalnie, stosowane szerokości wynoszą od 30,48 cm do 127 cm. Szerokość rozcięć na taśmie może także być zmienna. Mając na uwadze wymagania produkcyjne w odniesieniu do stosowanego opisanego tu materiału wyjściowego w postaci taśmy miedzianej lub taśmy ze stopu miedzi, szerokość taśm może zawierać

PL 193 538B1 się w przedziale od 6,35 mm do 101,6 mm. Najbardziej pożądane szerokości taśm miedzianych zawierają się od 25,4 mm do 50,8 mm.

Materiał taśmy miedzianej wyżarzany jest w atmosferze ochronnej. Stosowanymi w piecu gazami w celu ochrony taśm miedzianych są argon, azot i inne nieaktywne gazy. W niektórych przypadkach, pożądane jest zmniejszenie wpływu atmosfery w celu zapewnienia lepszych rezultatów. A zatem, pożądany jest azot zawierający od około jednego procenta do 30% wodoru. Szczególnie korzystne jest zastosowanie, jako atmosfery ochronnej, azotu zawierającego od pięciu do 25% wodoru.

Następujące przykłady ilustrują przykłady wykonania wynalazku, które są szczególnie polecane do zastosowania. Zrozumiałe jest, że te przykłady są wzorcowe i wynalazek nie ogranicza się ściśle do nich, oprócz tego jak wskazano w załączonych zastrzeżeniach.

PRZYKŁAD I

Zwój o średnicy 101,6 cm i grubości miedzi 0,2997 mm, a szerokości 60,96 cm, rozcinany jest na płaskie zwoje taśm o szerokości 2,54 cm. Płaskie zwoje taśm są następnie partiami umieszczane w piecu i zwoje te zabezpieczane są mieszaniną pięciu procent wodoru w bezwodnym azocie stanowiącą obojętną atmosferę. Zwoje są następnie utrzymywane w temperaturze około 200°C i utrzymuje się je w tej temperaturze przez sześć godzin. Od tego momentu piec zapewnia ochłodzenie do temperatury pokojowej, obojętna atmosfera jest wypuszczana i zwoje taśmy są następnie usuwane z pieca. Po takiej obróbce zwoje są pakowane i dostarczane do producentów.

Zwojów według tego przykładu używa się do produkcji sprężyn, końcówek i tym podobnych części, i zakłada się, że części wyprodukowane w operacji tłoczenia są płaskie. W końcowych wyrobach nie występują skręcenia ani wygięcia.

PRZYKŁAD II

Powszechnie pożądanym wymogiem przez producenta jest także to, by materiał był zwinięty poprzecznie. W takich przykładach zwój jest rozcinany na taśmy i poprzecznie nawijany na stalową szpulę. Następnie szpule z nawiniętymi poprzecznie taśmami są partiami umieszczane w piecu i zabezpieczane mieszaniną, składającą się w 25% z wodoru i w 75% z azotu, stanowiącą atmosferę obojętną. Szpule są następnie utrzymywane w piecu w temperaturze 240°C przez sześć godzin. Od tego momentu piec zapewnia ochłodzenie do temperatury pokojowej, obojętna atmosfera jest usuwana i szpule są następnie usuwane z pieca. Po takiej obróbce wyprodukowane szpule są pakowane i dostarczane do producentów.

Tak wytworzone taśmy miedziane są wolne od skręceń i wygięć podczas ich tłoczenia w celu wyprodukowania taśm końcowych.

Inne sposoby wygrzewania taśm także mogą dawać pożądane efekty. Na przykład, możliwe jest zastosowanie pieca indukcyjnego, by podnieść temperaturę taśm do wymaganej temperatury w określonym czasie. W każdym przypadku stosuje się atmosferę ochronną.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wyrobów z wolnymi od naprężeń rozciętymi brzegami, znamienny tym, że rozcina się arkusz na bazie miedzi, wygrzewa się taśmy w piecu w atmosferze ochronnej w temperaturze od 200°C do 250°C w określonym czasie do uwolnienia taśmy od naprężeń, i ochładza się taśmy do temperatury pokojowej w piecu, wypuszcza się atmosferę ochronną i usuwa się taśmy z pieca.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że arkusz na bazie miedzi jest czystą miedzią lub stopem miedzi.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stop jest stopem miedzi i cynku lub stopem miedzi i cyny.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura wynosi od 200°C do 240°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wygrzewa się taśmy w czasie od jednej godziny do dziesięciu godzin.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wygrzewa się taśmy w czasie od czterech godzin do ośmiu godzin.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosfera ochronna zawiera gaz obojętny.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosfera ochronna zawiera azot.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosfera ochronna jest atmosferą redukującą.

   PL 193 538 B1
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że atmosfera ochronna zawiera od jednego do 30% objętości wodoru.
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że atmosfera ochronna zawiera od 70 do 99% objętości azotu a pozostałą część atmosfery stanowi wodór.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość taśm wynosi od 6,35 mm do 101,6 mm.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość taśm wynosi od 25,4 mm do 50,8 mm.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość arkusza wynosi od 0,254 mm do

    0,508 mm.