挤压加工新技术.docx

JournalofQingdaoInstituteVol.24No.12003ofArchitectureandEngineeringΞ挤压加工新技术陈友鹏孙令强田福祥(青岛建筑工程学院机械工程系,青岛266033)摘要:论述了超塑性挤压、静液挤压、连续挤压等挤压加工必威体育精装版技术的原理、特点和工程应用.关键词:挤压,超塑性,静液挤压,连续挤压中图分类号:TG376挤压加工是将压应力作用于挤压筒内的坯料,使其通过一定形状的模孔来获得半成品或成品的方法.因此,通过改变模孔的形状即可得到各种不同形状的制品.近几十年来,除了挤压工艺之外,几乎没有任何一种别的加工工艺能够提供如此品种多样的半成品或成品.从工艺可能性和实现条件的多样性看,挤压工艺在各种金属压力加工过程中位于第一位,在生产实际中非常重要.近年来挤压工艺取得了重大的进展,开发出了一些新的技术,以下主要论述其中发展比较成熟的必威体育精装版工艺.1超塑性挤压所谓超塑性,是指金属在特定的条件下显示出极高的延伸率和较低的变形抗力的特性.超塑性挤压正是利用金属的这种特性迅速发展起来.目前,超塑挤压成形精锻模技术和电火花加工精锻模技术已经成为两种并行的模具加工技术1.超塑性挤压的实质是对已经获得微细晶的坯料在超塑性状态下进行等温慢速挤压变形.金属挤压加工的流动特性在很大程度上取决于变形金属和模具之间界面上的摩擦条件、变形程度、变形速度及金属材料的性质等因素.对于某些在室温下塑性较差、变形抗力高、不宜进行冷挤压和温挤压成形的材料,只能进行热挤压成形.在热挤压时必须考虑毛坯从加热炉内移到模具上时在空气中的降温因素,毛坯与冷模接触时迅速激冷使得毛坯变形抗力大大上升,而塑性下降,难以一次成形,故往往需要多次加热.因此,在制定挤压工艺过程中,不仅要保证金属的均匀流动,还要防止坯料的过烧.超塑性挤压则能两者兼顾,它能使金属的塑性(断裂延伸率)成数十倍的增大,在压力加工时具有良好的流动性,不过烧、充填性能好、尺寸稳定.如补充以适当的热处理,可使挤压产品的强度和塑性得到良好匹配.利用超塑性挤压成形模具型腔,其挤压力可以降低1～2个数量级,大大降低设备投资,降低二次工装成本,缩短生产周期,是一种适应当前产品换代快、要求工装周期短等生产特点的应用前景很好的新工艺4.目前超塑挤压制模主要用于塑料注射成形模、冲裁模、橡胶模、石蜡铸造用蜡模等模具的型腔挤压5.我国对超塑性研究起步较晚,但是发展较快,不论在理论上还是实际应用上都取得了很大进展,研究内容几乎涉及了国外所进行的各个领域.目前约有十几种超塑性能良好的材料已应用于生产实际.有200多种零件和100多套模具采用了超塑性挤压技术,在仪表、电子、轻工、机械、铁路、航空、航天等各个领域里得到了广泛的实际应用.静液挤压静液挤压是一种日益兴起的材料加工及变形的工艺方法,可对其它工艺难加工或不可能加工的材料2Ξ收稿日期:2002-06-14102青岛建筑工程学院学报第24卷进行加工.此工艺最早在1950年左右进入实验阶段,近二三十年来取得了实质进展,进入了工业化应用.其中室温静液挤压技术及设备最为引人注目,该技术可将被加工材料的强度提高50%～80%,并能保证足够的塑性和韧性.目前,在室温静液挤压技术研究方面,俄罗斯处于世界领先地位,已实现了生产过程的自动化.此外,瑞士、法国、德国、英国等西方国家也在积极发展此项技术7.静液挤压的工艺原理如图1所示.被挤压材料置于周围充满介质的,由挤压杆、高压缸、坯锭、模子组成的封闭体中.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2.静液挤压作为一种少、无切削的新型加工方法,与通常的机械挤压相比,具有以下重要特性:普通挤压时,锭坯需与挤压筒直接接触,变形时要产生很大的摩擦力,坯料表面在进入变形区前就会产生很大的剪切变形.而静液挤压时,坯锭与挤压筒间充满压力介质,压力通过压力介质施加在坯锭上,因而坯锭在进入变形区前既不被镦粗也不发生剪切变形6.静液挤压具有如下优点.(1)由于材料的塑性随着压应力的增强而增加,因此处于很高的三向压应力状态下的变形材料具有很高的塑性;(2)由于坯锭与挤压筒壁不直接接触,无摩擦,因而材料的变形极均匀,产品质量好.在与通常挤压相似的情况下,其塑性指标较高,有利于脆性材料及多层复合材料的变形加工;(3)由于坯锭在挤出前没有普通挤压的镦粗阶段,不会出现镦粗时可能出现的表面周向拉应力,因而不会产生裂纹;图1静液挤压基本原理图1—挤压杆;2—斜切密封环;3—挤压筒;4—坯锭;5—制品;6—O型密封圈;7—模子;8—高压液体(4)可用较长的坯锭,坯锭长度与直径的比值最大可达40,并且对挤压力没有影响;(5)挤压力比