挤压培训稿.pptx

培训讲义培训讲义 作业题和思考题作业题和思考题 、在我公司生产现场中，经常见到那些牌 号？应如何标识？ 2、请说明tag0.5称谓以及0.5的表示意义。 3、何谓氢病现象？ 4、请说明磷脱氧铜的具体牌号。 第一章 铜及铜合金概述 第一章 铜及铜合金概述 1.1 概述 纯铜，常称作紫铜。以铜为基体，再添 加一定数量的其他金属元素而构成的合金， 称作铜合金。 铜及其合金具有一系列优良的性能，其 加工产品广泛应用于电器、仪表、热工、机 械制造和军工等部门。其应用范围仅次于钢 铁。在有色金属中，铜的产量和耗量仅次于 铝。 1.2 1.2 分类分类 1.2.1 1.2.1 紫铜紫铜 紫铜分普通工业紫铜和无氧铜两类。 t1、t2、t3等属于普通工业紫铜，其加工产 品主要用于电线、电缆、电器开关、汽车及拖拉 机用水箱、爆破用雷管等。 无氧铜根据有无残留脱氧剂，分为无氧铜、 磷脱氧铜和锰脱氧铜。tu1、tu2、tu3属于无氧 铜，其加工产品主要用于制造电子真空元器件。 tp1、tp2属于磷脱氧铜，具有较好的焊接性能和 冷弯性能，主要用来制造汽车油管、冷凝管和热 交换器等。 紫铜中的有害杂质是铅、铋、氧和硫等。 低熔点的铅和铋在固体铜中多分布在晶粒 边界上，容易引起热加工时的开裂现象。虽然 铜中含有一定数量的氧有时可使某些有害元素 （如锑）变成氧化物，从而能够减轻这些有害 元素的某些有害作用；但在大多数情况下，由 于铜中的氧主要是以氧化亚铜形式分布于晶粒 边界上的，所以将会降低铜的塑性，且可以引 起铜的“氢病”，即“氢脆病”。铜中的硫一般呈 硫化亚铜形式分布于晶粒边界上，脆性化合物 硫化亚铜也给铜的冷加工带来困难。导电用的 紫铜，由于随着磷含量的增加，铜的导电性能 急剧下降，所以对磷含量应严格控制。 氢脆病：当铜中含氧（即氧化亚铜）较多时 ，若在氢气保护环境中进行退火或钎焊，氢可渗入 铜中与晶界上的氧化亚铜发生化学反应，生成水蒸 汽，这样在晶界附近出现的高压水蒸汽可致使铜开 裂，这种现象称为氢病或氢脆病。 1.2.4 铜及铜合金牌号的表示方法及意义简介 1）紫铜 以“铜”的汉语拼音“tong”第一个 字母大写“t”加顺序号，如t1、t2、t3等， 分别称为一号紫铜、二号紫铜和三号紫铜。 对于无氧铜，汉语拼音“tong”第 一个字母大写“t”加“u”，在加顺序号，如 tu1、tu2等，分别称为一号无氧铜和二号无 氧铜。 对于脱氧铜，汉语拼音“tong”第一 个字母大写“t”加脱氧剂元素符号，再加顺 序号，如tp1、tp2等，分别称为一号磷脱氧 铜和二号磷脱氧铜。 3.1 概述 3.1.1 挤压方法分类 一般根据生产工艺过程金属流动方向的不 同，将挤压方法分为两种： 正向挤压：金属基础 流动方向与挤压轴运 动方向相同。 反向挤压：金属锭坯与挤压筒之间无相对 运动。 3.1.2 挤压生产概况 第三章 挤压加工 3.1.3 挤压方法优缺点 1、正向挤压方法优缺点主要有： 1）优点 （1）尺寸范围广，具有较大的灵活性； （2）产品尺寸精确、表面质量好； （3）过程的机械化和自动化简单； （4）由于挤压法的特点，可以挤压难以 加工的钼、钨等难变形金属或合金管 材。 2）缺点 （1）由于在挤压结束时须留1015%左右的 压余残料，所以挤压成品率较低； （2）挤压工具处于高温高压条件下工作， 工具消耗较大，工具成本高； （3）挤压制品长度方向上的组织和机械性 能不够均匀； （4）挤压管材时易产生偏心废品； （5）挤压能耗高。 2、反向挤压方法优缺点主要有： 1）优点 （1）挤压管材时偏心率小； （2）挤压筒和模具的磨损小，使用寿命长，工 具成本低； （3）挤压能耗低； （4）可生产大直径管材，直径超过300毫 米。 2）缺点 （1）工模具装配较复杂； （2）管材尺寸受到挤压轴空腔尺寸的限制； （3）挤压大管时，管材长度受到挤压轴长度的 限制； （4）设备投资费用大。 3.1.4 挤压发展方向 1）“自由”挤压筒挤压法 2）联合挤压法（正反向挤压） 3.2 挤压操作 填充后退（穿孔针大于40mm）穿孔 挤压。 1）填充工序目的：防止管材产生“马蹄” 管（即偏向）。 2）后退工序目的：提高成材率。 3.3 挤压金属流动 3.3.1 金属流动研究方法 1）坐标网格法 2）圆片组合试样法 3）同心圆组合试样法 4）插针法 3.3.2 流动特性 1）根据金属流动特性，挤 压铸锭体积分为： 弹性变形区 塑性区（变形区） 滞留区（死区，即压 余） （1）被塑性区包围的铸锭体积越大，则所需的挤 压力越大，挤制品前端和后端之间的性能偏差越 大。 （2）铸锭和挤压筒壁间的摩擦力足够大时，使铸 锭外层与挤压筒壁完全粘着，从而使其移动速度等 于零，即实现“脱皮挤压”。 （3）摩擦力越大，在接触外层的剪切变形量越大 ，使铸锭中心和外层区段的变形差值越大，即导致 最终产品生成细晶环和粗晶环，也就是层状组织缺 陷。 （4）挤压金属流动分区的影响因素： a)被挤压金属特性 b)金属与挤压筒间摩擦力大小 c)挤压比 d)挤压金属温度的不均匀性等 2）流动类型 （1）理想挤压，金属与挤压筒之间完全 没有摩擦力 采用空心挤压轴反挤压时 静液挤压时 （2）摩擦力越大，距离理想的流动类型越远 ，即。 （3）平模无润滑挤压紫铜以及单相铜合金 时，流动类型在和之间； “脱皮挤压”时，流动类型类 似于类型。 3.4 管材正向挤压技术 3.4.1 脱皮挤压技术 3.4.2 水封挤压技术 水封挤压也就是无氧化挤压。 3.5 挤压工艺参数 3.6 挤压工具 挤压模具主要有：挤压模、模座、穿孔 针、挤压垫、挤压轴、针支承和挤压筒。 3.7 挤压产品质量分析 3.7.1 铜合金正向挤压时缺陷分析 1、 与材料流动特性有关的缺陷 1） 挤压筒内表和锭坯表面间的摩擦越小，挤压 时带有氧化物和夹杂的坯锭表面滑动越容易，即 越易在挤压制品端部产生所谓的“分层缺陷”。 在铸锭表面或挤压筒内表面不涂润滑剂。 采用脱皮或剥皮挤压。 2）挤压垫向前运动若由于某些原因粘住部分坯锭 表面，则这部分表面一起被剪断并参与流动，从 挤压垫边棱呈对角线状流出，即产生所谓的“双 蜡”分层（层状组织）。 选择合适的挤压垫。 挤压垫只润滑圆周部分。 3)挤压垫推进“死区”时，迫使死区的金 属径向朝模孔流动，由于模孔表面的强烈 摩擦和冷却使材料流动受阻，即产生“缩 尾”。 选择合理压余量。 选择合理挤压温度和速度。 挤压垫润滑只润滑外圆周。 2、 与工艺参数有关的缺陷 1）在过高温度或挤压过快时，在模孔出口 处阻碍变形的外部和内部摩擦力超出挤压材 表面的强度时，即产生“热脆性”（热裂 ）。 低的挤压温度。 低的挤压速度。 喇叭形的模孔入口。 较好的模孔润滑。 2）挤压高锌黄铜时，锌在高温下未被氧化层 保护起来的表面挥发出去，温度越高，挥发 越严重，产生锌蒸汽 白色的尘云。 冷凝成细小的金属小滴“锌斑” 低的挤压温度，使锌挥发保持在最低 限度。 高的模具温度，最大限制度的抑制冷 凝。 3）挤压黄铜合金时，有时突然出现凹槽现 象，在挤压过程中突然消失的同时，出现 薄片或鳞片，一部分粘贴在挤压材表面， 一部分与表面焊接在一起。 较低的挤压温度。 较低的挤压速度。 4）挤压垫热变形时，铸锭凝固组织完全被破坏， 变形后通过再结晶产生一种细晶粒的纵向延伸的挤 压组织。变形温度越高，越易生产粗晶粒组织。 5）复杂/两相黄铜，挤压温度越高，含量越 高。 3、与坯料有关的缺陷 铸锭表面： a）润滑剂和覆盖剂。 b）铸瘤、冷隔、气孔等。 铸锭横断面 合金杂质元素 4、尺寸、公差和形状缺陷 3.7.2 铜及铜合金常见挤压产品缺陷 1、缩尾 缩尾是挤压生产过程中的一种特有的 缺陷形式，是在挤压过程中金属不均匀流动的 结果。其主要原因是： 1）挤压筒内表面清理不干净，粘附金属过多 ； 2）压余过短； 3）铸锭温度过高或温度不均； 4）铸锭表面质量不好； 5）挤压垫工作端面有润滑剂； 6）挤压速度太快，尤其在挤压结尾没有减速 ； 7）挤压工具预热温度过低。 2、偏心 挤压管材的偏心问题，是管材挤压 生产过程一个难题，其产生原因有工具和设 备方面的原因，也有工艺和操作方面的原 因。 1）工具和设备 （1）挤压筒、穿孔针、挤压轴、挤压模四者 中心不一致； （2）挤压轴或穿孔针被压弯或端头压塌； （3）挤压筒磨损过大，且致使挤压筒内衬偏 心； （4）挤压垫片和挤压筒的间隙过大（一般卧 式挤压机为0.31.5mm）； 2）工艺和操作 （1）铸锭端面切斜； （2）铸锭加热不均匀； （3）穿孔前，未进行充分的填充就进行穿孔、挤 压； 3、裂纹和开裂 挤压裂纹主要是周期性裂纹，其 主要原因： （1）挤压温度不合理，在脆性区进行挤压变形； （2）挤压速度太快，金属变形热致使挤压温度进 入脆性区； （3）挤压模具工作带或空刀处粘有金属或不光洁 ； （4）挤压工具预热温度过低。 4、气泡 （1）挤压筒或穿孔针表面不光，润滑剂过 量； （2）铸锭内部有熔剂等赃物或气体缩孔； （3）穿孔针有裂纹； （4）冷却水进入挤压筒； （5）铸锭和挤压筒的间隙过大； （6）未按规定润滑挤压筒，使润滑剂大量 进入挤压筒内。 5、起皮或夹灰 （1）挤压筒中有水、油等赃物； （2）穿孔针预热温度过低或润滑剂过多； （3）铸锭加热过热、时间过长，生产大量 氧化皮； （4）铸锭存在裂纹、气孔、疏松、夹渣等 缺陷。 6、其它缺陷，如层状组织以及断口不合 等。 第四章 管材轧制技术 4.1 概述 4.1.1 管材轧制分类 管材轧制根据管材运动和轧辊运 动方向的不同，可分为轧制（周期式往复 轧制）和旋压轧制两大类。三辊行星轧制 以及旋压横轧均应属于旋压轧制。 4.5 轧制管产品缺陷 4.5.1 飞边压入 1）孔型开口过小； 2）孔型局部磨损严重形成刀口； 3）送料不均或过大； 4）轧制过程中料不翻转或转角不当； 5）孔型间隙不合适、孔型低于轧辊孔型高于 轧辊太多； 6）孔型与芯棒尺寸不匹配，造成局部集中变 形； 7）管坯偏心严重。 4.5.2 表面裂纹 1）挤压管坯本身有纵向和横向裂纹； 2）挤压温度过低或退火不足； 3）送料量不均或过大； 4）冷轧加工率过大； 5）孔型开口过大。 4.5.3 内外表面划伤 1）卡爪及导路不光、粘铜等造成管坯及制品外 表面划伤； 2）孔型粘铜变毛造成外表面擦伤； 3）孔型垫片被挤出而划伤制品； 4）芯棒损坏或变毛、粘铜、芯棒上有毛刺造成 内表面划伤。 4.5.4 内外表面压坑 1）孔型粘铜或有缺陷、造成外表面压坑或压痕 ； 2）管坯内外表面有