材料加工新技術與新工藝6連續(xù)擠壓與連續(xù)鑄擠(編輯修改稿)
2024-12-07 01:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 響。只要嚴格擠壓工藝 (尤其是坯料的預處理 )及其管理，合理設計工模具，采用 conform 連續(xù)擠壓法可以獲得令人滿意的焊合質(zhì)量。如表 61 所示，采用 conform 連續(xù)擠壓法可以直接生產(chǎn)?5mm 的精細管材，也從一個側面說明該法生產(chǎn)的制品具有穩(wěn)定可靠的質(zhì)量。 如前所述，由于 conform 連續(xù)擠壓具有能耗小、成材率高 (可達 95％～ ％ )、設備結構緊湊、投資規(guī)模小、可以獲得長尺寸連續(xù)產(chǎn)品等一系列優(yōu)點，因而采用該法生產(chǎn)線材、棒材、管材和各種型材具有很好的經(jīng)濟效益．特別是對于采用常規(guī)的擠壓法不能直接成形的線材、小斷面尺寸的管材與型材，經(jīng)濟效果尤為顯著。 conform 連續(xù)擠壓工藝 鋁及鋁合金的連續(xù)擠壓 擠壓鋁及軟鋁合金制品時，凹槽、輪緣和槽封塊表面容 易黏結金屬，依靠摩擦發(fā)熱及變形熱，可使變形金屬的溫度由室溫狀態(tài)很快上升至 250～ 450℃ ，擠壓模進料孔附近甚至可達500℃以上，達到熱擠壓狀態(tài)，獲得軟態(tài)制品。 conform 連續(xù)擠壓時，坯料在擠壓型腔內(nèi)受到劇烈的剪切作用，金屬流動較紊亂，且擠壓模進料孔前的死區(qū)很小，很難獲得常規(guī)正擠壓死區(qū)阻礙坯料表皮流 入 制品之中的效果。因此，采用連續(xù)桿狀坯料 (盤桿 )擠壓時，為了防止坯料表面的油污、氧化皮流 入 制品之中，一般需要對坯料進行預處理。預處理的方法分為脫線處理和在線處理，在線處理又分為機械預處理法和超聲波清冼法 。 桿坯的脫線處理方法一般是將成卷桿坯浸泡在清洗液中，通過清洗液與表面的化學作用除去油污與氧化皮膜。例如，對于鋁及鋁合金桿坯，通常采用 4％～ 6％ NaOH 溶液作清洗液。這種方法具有清洗效果好、生產(chǎn)安排靈活 (預處理與生產(chǎn)線分離 )等優(yōu)點，但存在金屬損耗大 (最大可達 1％ )、漂洗困難、預處理后的管理要求嚴 (防止再污染、再氧化 )等缺點。 采用在線清洗法進行預處理時， Conform 連續(xù)擠壓工藝流程如圖 62 所示。常用在線預 5 處理方法有兩種：機械清刷法與超聲波清洗法。機械清刷法采用鋼絲刷或高強樹脂質(zhì)毛刷對桿坯表面進行 清理，如霍爾頓 (HOLTON)機械設備公司采用在主機前布置 4 對互成 90176。 的鋼刷對桿坯表面進行清理的方式。該方式具有耐用、除污效果較好等優(yōu)點，但也存在清洗效果穩(wěn)定性欠理想 (主要取決于桿坯的清潔狀態(tài) )，脫落、折斷的鋼絲有可能被帶入擠壓型腔，影響擠壓制品質(zhì)量等缺點。 超聲波清洗法是在盤桿開卷、矯直后通過清洗液，附加超聲波振動以除去表面油污、塵垢。巴布科克 (BABCOCK)線材設備公司制造的連續(xù)擠壓設備即采用超聲波預處理方式。常用超聲渡清洗劑分為以堿性物質(zhì)為主要成分的堿性液和以表面活性劑為主要成分的水基 液兩類。超聲波清洗具有除污效果好、金屬損耗小等優(yōu)點，其最大的缺點是清洗能力難以滿足高速連續(xù)擠壓的要求。增加清洗槽的長度是提高清洗能力的有效措施，但這會增加超聲設備的復雜程度、設備的占地和投資。 無論是采用機械清刷法還是超聲波清洗法，對于油污嚴重的盤桿坯料，為了確保預處理效果，應在擠壓前對其進行浸泡清洗。 銅及銅合金的連續(xù)擠壓 總體而言，銅及銅合金的連續(xù)擠壓工藝流程與鋁及鋁合金的相同，主要包括桿坯矯直、清洗、擠壓成形、冷卻、卷取等。但由于銅 及銅合金性能本身的特點，在以下幾個方面，需要采取特別的措施： (1) 擠壓銅及銅合金制品時，由于銅的摩擦系數(shù)較低，不容易粘結在工具表面，銅的氧化皮甚至還起到潤滑作用。坯料與凹槽側壁之間不易形成粘著摩擦。因此，一般而言，所需填充段與擠壓段的長度比擠壓鋁及鋁合金時的長。 為了提高坯料與凹槽側壁之間的摩擦力，也可在坯料進入型腔之前對坯料施加壓下力(即在型腔 入 口處前面設置壓實輪 )，使坯料與凹槽的三個側面之間能夠緊密接觸，確保在填充段可以實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的填充變形。 (2) 模具的強度與壽命。純 銅的熱變形溫度高達 750～ 900℃，變形抗力較大，對模具的高溫強度提出了很高的要求。就目前的情況而言，尚無一種熱模具鋼可以在如此高的溫度下長時間連續(xù)工作。 解決這一問題的可能途徑包括以下兩個方面。一是以犧牲模具的使用壽命為代價，降低擠壓溫度。例如，對于簡單斷面的圓形或扁平線材，可將變形溫度降低到 500～ 550℃ 進行擠壓。但隨著變形溫度的降低，變形抗力急劇升高，必然帶來模具的快速磨損．模具壽命大幅下降的問題。同時，低溫下的高變形抗力與焊 合 性能較差的緣故，使得現(xiàn)有連續(xù)擠壓方法成形銅及銅合金管材和空心型材 較為困難，雖也有少量的研發(fā)報道，但迄今尚無工業(yè)化生產(chǎn)報道。 另一種方法是開發(fā)可以在 700℃ 以上長時間使用的模具材料或模具結構，這是提高銅及銅 合 金連續(xù)擠壓效益、實現(xiàn)管材和空心型材連續(xù)擠壓成形的主要關鍵。然而，迄今為止，這方面的研究尚未取得突破性進展。 (3)在高溫下，銅及銅合金極易產(chǎn)生氧化，而變形金屬在進入擠壓模前后的溫度可達500～ 600℃ ，因此需要考慮擠壓制品出模孔后至進入冷卻槽之前的氧化防護問題。采取一些特殊措施。 大連鐵道學院在國內(nèi)率先開發(fā)成功純銅扁導線連續(xù)擠壓設備 (TLJ300 型 )與工藝，可成形 6 7mmlmm～ 30mm7mm 規(guī)格范圍的產(chǎn)品，模具壽命約為 3～ 8t。 Conform 連續(xù)擠壓設備 普通 conform 連續(xù)擠壓機的結構型式主要有立式 (擠壓輪軸鉛直配置 )和臥式 (擠壓輪軸水平配置 )兩種，其中以臥式占大多數(shù)。根據(jù)擠壓輪上凹槽的數(shù)目和擠壓輪的數(shù)目不同，擠壓機又可分為單輪單槽、單輪雙槽、雙輪單槽等幾種。由于喂料與桿坯預處理等方面的原因，
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