特种塑性成形特种挤压

1、挤压成形,5.1 静液挤压 5.2 连续挤压 5.3 积极摩擦挤压 5.4 侧向挤压 5.5 半固态挤压 5.6 其它挤压成形,5.1 静液挤压,常规正挤压示意图,优势： 三向应力提高塑性； 更大的变形量； 产品范围广。,劣势：坯料和挤压筒壁较大的摩擦力。导致: 变形不均匀； 所需压力大； 挤压速度低； 坯料髙径比受限制。,工艺原理 在封闭体中,当挤压杆接受施压主机提供的动力后,开始在挤压缸中运动,当介质的压力达到足以克服锭坯材料的变形抗力及变形区中的摩擦力时,材料便从模孔中挤出,从而形成所需形状和尺寸的制品。,坯料受高压介质作用，介质的高压来自于挤压杆,特点：显著降低了坯料和挤压筒壁之间的摩

2、擦力。 优势： （1）变形均匀；适合于细小复杂筋条异型管材与棒材的成形、粉末材料的成形、包覆材料及双金属的成形； （2）可采用较大的坯料髙径比； （3）变形抗力减小，可挤压变形抗力大的难变形合金； （4）产品的表面质量高； （5）可实现高速挤压，适合挤压低熔点合金。,常规挤压不均匀的包覆层,存在的问题： （1）要求有良好的密封装置； （2）坯锭的一端必须预先加工成锥形（棒材挤压）,以使其与模孔很好地配合,防止高压介质泄漏； （3）其次,由于液体在高压下压缩量较大,坯料在挤压结束时流动不易控制,容易发生制品弹射出模口的现象,危险性大,操作困难,辅助时间长,必须采取严格措施。 （4）防止污染高压介

3、质，需要对坯料进行车皮处理,油泵式静液挤压相比活塞式挤压有一下优点：节省型腔空间；通过对油泵的精确控制，实现挤压力和速度的调节；独立的挤压腔设计，便于装卸。 缺点是要增加高压油泵及管道。,活塞式静液挤压,油泵式静液挤压,双金属连续包覆静液挤压,管材静液挤压,1.2 连续挤压,问题：常规正反挤压、静液挤压都无法实现连续挤压， 带来生产效率低，工艺废料多。,常规正挤压示意图,解决方法： 增大挤压筒容积、连续装坯、带有上入口及下出口的静液挤压。,连续挤压示意图,构成： （1）挤压轮和压轮 实现连续喂料；提供后续镦粗力； （2）槽封块 与挤压轮形成“封闭型腔”；镦粗变形；摩擦生热。,（3）堵头 堵料；

4、迫使坯料切变；摩擦生热。 摩擦不仅提供热量，而且提供切变力。 坯料温度不仅来源摩擦生热，也来自变形热。 （4）挤压模 完成坯料挤压；可安置在靴座上，也可以安装在堵头上。,特点 （1）依靠摩擦生热及变形热，相比常规挤压能耗低； （2）无压余，无需进行头尾切除，无废料，材料利用率高； （3）制品长度不受限制； （4）原料可以是线材、粉末、液态，原料适应性强； （5）制品形式多样化：线材、棒材、管材、双金属管、粉末制品、包覆材料。,连续铸挤示意图,铝包钢连续挤压示意图,5.3 积极摩擦挤压,改变挤压过程中摩擦力的方向, 可使其起积极作用。,常规挤压,积极摩擦挤压,常规挤压摩擦力与金属流动方向相反，造

5、成最终的金属流动不均匀； 积极摩擦挤压摩擦力与挤压筒内金属流动相同，降低最终的金属流动速度差异。,无润滑成形,有润滑成形,积极摩擦成形,积极摩擦成形： （1）中心轴和侧壁金属流动更为均匀性； （2）无流动死角；,5.4 侧向挤压,侧向挤压：变形坯料沿着某一方向被挤出，这个方向是与挤压成形方向不同也不相反的一种挤压方法。,1、出口处直径不同分为等径和缩颈侧向挤压； 2、内角在90-150范围内； 3、变形过程中拐角处产生剪切变形。,等效应变公式：,内角90，随外角的函数变化：,等效应变公式：,外角30，随内角的函数变化：,结论：增大剪切应变，可通过减小内、外角大小来实现。,ECAP挤压： 内角9

6、0的侧向挤压。,路线不同带来： 1、增加应变量； 2、改变剪切应变方向和剪切面位置，增加变形均匀性。 主要用来制备超细晶。 剪切挤压：见课本P88,1.5 半固态挤压,半固态加工技术原理：在金属凝固过程中，通过各种控制手段，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着近球形固相组分的固液混合浆料。这种半固态金属浆料具有很好的流动性，易于通过普通加工方法成形形状比较复杂的产品。制备这种既非完全液态，又非完全固态的金属浆料，并将之加工成形的方法，就称为金属半固态加工技术。 半固态浆料制备+其它各种成形=半固态加工技术。,如何描述固液混合浆料？ 固相百分比、固相颗粒大小、固相颗粒形状。,常规铸造 半固态制备,如何制备固液混合浆料？,棒式搅拌法 螺旋搅拌法 电磁搅拌法,冷却斜槽法 流变铸造法,半固态加工技术的两条路线 （1）制备浆料后直接成形； （2）制备浆料后冷却、切割保存、二次加