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        金屬擠壓成型專利技術(shù)綜述

        2016-09-07 07:10:50黎雪芬國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心廣州510000
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年14期
        關(guān)鍵詞:株式會社申請量型材

        黎雪芬(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心,廣州 510000)

        工業(yè)技術(shù)

        金屬擠壓成型專利技術(shù)綜述

        黎雪芬
        (國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心,廣州 510000)

        擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產(chǎn)與零件成形加工的主要生產(chǎn)方法之一,也是各種復(fù)合材料、粉末材料等先進(jìn)材料制備與加工的重要方法。本文以專利數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為樣本,通過專利分析對金屬擠壓成型技術(shù)進(jìn)行了梳理和展望。

        金屬;擠壓;專利分析;技術(shù)綜述

        1 金屬擠壓成型的概述

        金屬擠壓成型是對放在容器內(nèi)的金屬坯料施加外力,使之從特定的??字辛鞒?,獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。約在1797年,英國人布拉曼(S.Braman)設(shè)計了世界上第一臺用于鉛擠壓的機(jī)械式擠壓機(jī)[1]。經(jīng)過兩百多年的發(fā)展,目前擠壓成型是金屬成型工藝中一個重要的分支,可用于成形一些其它工藝(如軋制、鍛造等)難成型或不能成型的材料,通過改變擠壓出口的形狀,可以獲得類型多樣的擠壓制品,是應(yīng)用廣泛的金屬成型工藝。

        金屬擠壓成型技術(shù)的分類方法有很多種,其中,按照擠壓方向的不同進(jìn)行分類,金屬擠壓可以分為正向擠壓、反向擠壓和側(cè)向擠壓三種:

        (1)正向擠壓 通常將金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向相同的擠壓,稱為正向擠壓,例如,發(fā)明名稱為“一種實心型材正向擠壓裝置”的專利申請[2]。正擠壓是最基本的擠壓方法,但是正向擠壓時坯料與擠壓筒之間產(chǎn)生相對滑動,存在有很大的外摩擦,使金屬流動不均勻,導(dǎo)致擠壓制品的組織性能不均勻。

        (2)反向擠壓 金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向相反的擠壓,稱為反向擠壓,例如,發(fā)明名稱為“一種實心型材反向擠壓裝置”的專利申請[3]。反擠壓時金屬坯料與擠壓筒壁之間無相對滑動,擠壓能耗也較低,因此在同樣能力的設(shè)備上,反擠壓法可以實現(xiàn)更大變形程度的擠壓變形,或擠壓變形抗力更高的合金。

        (3)側(cè)向擠壓 金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向垂直的擠壓,稱為側(cè)向擠壓。由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)和金屬流動特點,側(cè)向擠壓主要用于電線電纜行業(yè)各種復(fù)合導(dǎo)線的成形,以及一些特殊的包覆材料成形。

        2 金屬擠壓成型專利申請的整體情況

        由于技術(shù)的發(fā)展與專利申請密不可分,為了更深入了解金屬擠壓領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,在專利數(shù)據(jù)庫中對有關(guān)金屬擠壓的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計分析。

        2.1國內(nèi)外專利申請發(fā)展?fàn)顩r

        金屬擠壓成型的發(fā)展包括擠壓技術(shù)的發(fā)展和成型工具的發(fā)展;有關(guān)擠壓技術(shù)的專利申請主要集中在大組B21C23/00及其下屬的分類號中,有關(guān)擠壓的成型工具的專利申請主要集中在大組B21C25/00及其下屬的分類號中。在VEN數(shù)據(jù)庫中分別采用分類號B21C23+和B21C25+進(jìn)行檢索,并以APD字段限定申請日,可以分別統(tǒng)計擠壓技術(shù)及其成型工具的專利申請量隨時間的變化曲線,如圖1所示。

        圖1 擠壓技術(shù)及成型工具的專利申請量隨時間的變化曲線

        由圖1可知,擠壓技術(shù)的專利申請量從20世紀(jì)初開始隨著時間的推移逐漸增長,并在1961-1980期間達(dá)到一個高峰期,這是因為從20世紀(jì)50年代后期至20世紀(jì)80年代初期,歐美、日本等先進(jìn)國家對建筑、運輸、電力、電子電器用鋁合金擠壓型材需求量的急劇增長,促使擠壓技術(shù)迅猛發(fā)展,相應(yīng)的專利申請量也急劇上升。隨后擠壓技術(shù)的專利申請量出現(xiàn)下滑,這表明擠壓技術(shù)的發(fā)展逐漸緩慢下來。成型工具的專利申請量隨著擠壓技術(shù)的專利申請量的上升而上升,這也說明,新的擠壓技術(shù)出現(xiàn)會促進(jìn)新的成型工具的出現(xiàn),新的擠壓技術(shù)的發(fā)展也會促進(jìn)成型工具的發(fā)展。近年來,擠壓技術(shù)的專利申請量逐漸下降,但是成型工具的申請量卻維持一個平緩上升的趨勢,這說明成型工具還在不斷地進(jìn)行改革與創(chuàng)新,成型工具向著生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的方向發(fā)展,這是企業(yè)不斷追求生產(chǎn)效益的結(jié)果。

        2.2國內(nèi)外主要申請人分布情況

        在VEN數(shù)據(jù)庫中,以檢索式“/ic B21C23+ or B21C25+”進(jìn)行檢索,目前金屬擠壓成型領(lǐng)域的專利申請的數(shù)量為27747件。對各個國家的申請量進(jìn)行統(tǒng)計,其中,日本在金屬擠壓領(lǐng)域的專利申請數(shù)量為3234件,遙遙領(lǐng)先于其他國家;排在第二位的是中國,專利申請數(shù)量為1924件;緊接其后的國家依次是美國、德國、法國和英國。由此可知,金屬擠壓成型技術(shù)的創(chuàng)新和改進(jìn)主要集中在發(fā)達(dá)國家,而中國在金屬擠壓成型領(lǐng)域也占了一席之地。

        在VEN數(shù)據(jù)庫中,進(jìn)一步統(tǒng)計了申請人情況,其中申請量排名前十位的申請人依次是株式會社神戶制鋼所、瑞典通用電器公司、昭和鋁株式會社、古河電氣工業(yè)株式會社、英國原子能管理局、日立電線株式會社、中國西電電氣股份有限公司、斯南普羅吉蒂聯(lián)合股票公司、新日鐵住金株式會社和住友金屬工業(yè)株式會社。由此可知,申請量排名前十位的申請人都是企業(yè),這說明金屬擠壓技術(shù)的應(yīng)用可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,從而促使企業(yè)不斷地對金屬擠壓技術(shù)進(jìn)行改革與創(chuàng)新,帶動整個金屬擠壓技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。而且申請量排名前十位的申請人中有六家是日本企業(yè),與國家分布情況的分析結(jié)果相符合。

        3 總結(jié)與展望

        自第一臺擠壓機(jī)出現(xiàn)以來,金屬擠壓成型技術(shù)在不斷發(fā)展和進(jìn)步,并且?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。我國未來的金屬擠壓成型技術(shù)應(yīng)該向高性能化、高質(zhì)量化、高效率化和低成本化的方向發(fā)展。此外,還要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究與工藝技術(shù)創(chuàng)新,這是我國金屬擠壓領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的根本保證。

        [1]謝建新.金屬擠壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].中國材料進(jìn)展,2013,32(05):257-259.

        [2]昆山集智成模具有限公司.一種實心型材正向擠壓裝置[P]. CN102909230A,2013-02-06.

        [3]昆山集智成模具有限公司.一種實心型材反向擠壓裝置[P]. CN102873122A,2013-01-16.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.001

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