《挤压加工概述》课件

《挤压加工概述》挤压加工概念是用施加外力的方法，使处于耐压容器中承受三向压应力的金属产生塑性变形，并从特设的孔或间隙中被挤出，而得到一定截面形状及尺寸挤压制品的压力成形过程。历史1797，英国人，S.Bramah-铅管挤压1820，英国人，T.Burn，第一台液压挤压机1952，英国人Bridgman，静液挤压试验报告20世纪60年代，沈重，125MNMax2000mmmin0.5mm±0.05mm金属挤压加工应具备的三个条件：使金属锭坯处于三向压应力状态建立足够的应力，使金属产生塑性变形（单位变形能不变条件）有一个能使金属流出的孔或间隙，提供一个阻力最小方向（最小阻力定律）挤压的分类按坯料的温度－冷挤压、温挤压（钢800℃，铝250℃，铜350℃）和热挤压按坯料材料种类－有色材料、黑色材料按挤压时材料流动方向与凸模运动方向－正挤压、反挤压、联合挤压、径向挤压等挤压加工主要工艺参数延伸系数（挤压比）：At，Dt：挤压筒截面积和直径，A，D：工件截面积和直径，dn：挤压管材内径，s：管材壁厚加工率（断面收缩率）：挤压加工技术的特点优点：可以获得比轧制、锻造更大的塑性变形（5～500)适于生产复杂截面型材，变断面的管材和型材改变挤压制品的品种、规格方便，适于多品种，小批量、多规格生产制品精度高，尺寸精度IT8～11级，光洁度Ra3.2～0.8制品组织致密，具有较高的力学性能成形过程所用时间短，连续化，自动化缺点：挤压工具成本高，消耗量大（挤压应力可达材料变形抗力的10倍，挤压垫所受压力达400-800MPa，甚至1000MPa，工作温度450-1200℃）锭坯尺寸受限制，生产过程间断，辅助时间长，效率比轧制低（正挤压长径比3-4，挤压速度受限制）金属收得率低，与轧制相比成材率低（缩尾、压余占锭坯10-15%）挤压制品长度和径向方向的组织和力学性能不够均匀挤压时金属的流动（正挤压）填充挤压阶段开始挤压阶段稳定挤压阶段挤压终了阶段影响挤压力的因素变形抗力σs

，挤压力影响挤压力的因素加工率ε

，挤压力影响挤压力的因素锭坯长度正向挤压，l，摩擦力挤压力反向无关锭坯越长，挤压时间越长，温降越大，挤压力越大影响挤压力的因素挤压速度－影响复杂（铜，2.5倍，10～15%）开始阶段，挤压力随挤压速度增加而增加速度低，温降大，后期挤压力大速度高，温降小，变形热大，后期挤压力小影响挤压力的因素模角－存在最佳范围模角大，材料流动不均匀，变形功增加，挤压力增大模角小，流动均匀，变形功低，但与模具接触面积增大，摩擦功增加，挤压力增大模角在一定范围内，挤压力最小，对圆锭坯挤压，模角最佳范围45°～65°影响挤压力的因素摩擦条件－正向挤压有很大影响，占30～80%，反向挤压摩擦忽略不计挤压筒温度－预热，降低冷却速率，减小挤压力挤压温度－一般而言，温度提高，挤压力降低，有利于提高挤压速度减径挤压径向挤压墩挤传统挤压方法：挤压轴直接将挤压力传递给锭坯正向挤压：金属流出方向与挤压轴前进方向一致正向挤压的优缺点优点:对设备无特殊要求，适用于任何挤压设备有利于提高表面质量可以得到任意外形的制品，只受挤压筒内径、挤压系数限制缺点：摩擦力大，消耗大约30%～80%的挤压力挤压过程不够稳定，组织和力学性能不够均匀内部易形成缺陷压余、缩尾等金属损失较大反向挤压：金属流出方向与挤压轴前进方向相反反向挤压的优缺点优点:挤压力低，可以用较高的挤压系数挤压难变形材料变形均匀，沿制品长度上的组织性能较均匀成品率较高，可采样较大的锭坯，有利于提高效率缺点：要求挤压筒移动，不是任何一台挤压机都能反向挤压挤压制品的表面质量较低辅助时间较长，但锭坯大，压余少，速度高，效率高挤压制品的最大外接园直径受空心挤压轴强度的限制联合挤压：一部分正挤压，一部分反向挤压一般挤压机，挤压筒行程小于自身长度，不能实现反向挤压，为此，提出联合挤压法，解决挤压筒行程短的问题联合挤压：双杯形零件杯－杆形零件杆－杆形零件侧向挤压纵向力学性能均匀变形程度大，挤压比100，制品强度高在电缆包铅套或铝套上应用最广径向挤压减径挤压和墩挤等通道角挤压纯剪切大塑性变形变形前后材料形状和尺寸不变细化晶粒静液挤压方法（1894,J.Robertson，比利时，申请专利）利用高压压媒代替挤压轴的直接作用，将锭坯从模具中挤出；压媒压力达2000MPa；静液挤压径向和轴向压力相等，传统挤压径向压力比轴向压力低20%～80%；模具各方向受力均匀，壁厚可减薄，可采用较长的锭坯引入口静液挤压的优缺点优点:没有摩擦，理论上锭坯长度不受限制压媒可起到润滑作用，降低摩擦力挤压负载低，可实现大挤压系数（400以上）锭坯周围被压媒包围，可挤压任何形状的坯料缺点：锭坯准备困难，根据模具的入口尺寸车成锥形，并保证挤压开始时的密封各种静液挤压工艺和方法无背压静液挤压－制品直接挤压到大气中背压静液挤压－将制品挤入有一定压力的容器中串联挤压筒静液挤压解决脆性材料的挤压问题，降低模具出口压力梯度解决变形抗力大、挤压系数低、长径比大（40-50）的锭坯的挤压问题双动式静液挤压

拉伸－静液挤压是在锭坯承受静液挤压作用的同时，使挤压制品承受拉伸作用优点：附加拉力可以降低挤压筒内压力，挤压系数更大拉伸力可以控制挤压速度拉伸力可以降低模具的表面压力，提高模具寿命可以提高产品的平直度和表面质量静液挤压法总结静液挤压可以实现半连续和连续挤压，可以采用大挤压系数，往往只需一次挤压，就可以得到用传统的挤压－拉伸方法经