金属塑性加工技术6有色金属管材和棒型材生产课件.ppt

第五篇 有色金属管材和棒型材生产 第一章 产品品种与生产方法 第二章 挤压 第三章 拉拔 第四章 型材和管材的孔型轧制 第一章 产品品种与生产方法 一、 产品品种 棒材：断面为实心圆形的条材。 型材(非圆断面的条材)： 简单型材：方形、矩形、六角形。 异形型材：角形、丁形、槽形、工形 变断面型材：断面沿长度方向不相同 管材(中空的断面长条)： 外径： 大管、小管、毛细管(0.3~3mm) 壁厚：厚壁管(5~50mm)、薄壁管(0.1~5mm) 长度：根(10m左右)、盘(几百米) 二、 生产方法 1. 棒材和型材的生产方法 (1) 轧制、或轧制——拉伸法： 锭坯加热→孔型轧机上热轧→冷拉成形。 优点：生产率高、设备投资少； 缺点：表面质量和尺寸精度差、设备和生产占地面积大。 ? (2) 挤压一次成形(或再辅以矫直性的微量拉伸)： 适于有色棒型材品种规格多和断面复杂的特点，产品表面质量高、生产流程短，但成品率较低、设备和工具费用较大。 ? (3) 带材冷弯法： 可制造断面上壁厚相等的型材，如角、槽、Z等形状的型材，生产率高，机动灵活。 2. 管材的生产方法 (1) 挤压—冷轧—拉伸法 用挤压法制得管坯，再用冷轧法将其外径、壁厚进一步减小到接近成品的尺寸时，再拉伸而出成品。 (2) 挤压一次成形 对于异形管、厚壁管和大直径管材，采用挤压法一次成形，但尺寸精度稍差。 (3) 挤压—拉伸 对于无冷轧管设备的工厂，需将挤压出的管坯，进行反复多次的拉伸，最后制得成品。 (4) 斜轧穿生产管坯 用斜轧穿孔机生产简便，生产率和成品率较高，但对粘性较大的金属，其穿孔质量差，另外，穿孔规格单调，可调整幅度很小，不能适应有色管材品种多、规格杂而产量小的特点，也使后续变形工作量大。 第二章 挤压 第一节 挤压的基本方法、品种与流程 第二节 挤压时金属的变形规律 第三节 挤压时制品的组织性能及质量控制 第四节 挤压力的计算 第一节 挤压的基本方法、品种与流程 2. 挤压分类 (3) 根据挤压力的传输介质 油压 水压 ? (4) 根据材料的受力情况 普通挤压 静液挤压 Conform 挤压 3. 挤压的优点与缺点 (1) 优点 (1) 强烈的三向压应力状态； (2) 断面形状复杂； (3) 灵活性，多品种、多规格； (4) 尺寸精度、表面质量好于热轧； (5) 易实现生产过程的自动化和封闭化。 (2) 缺点 (1) 废料损失大 10-15%； (2) 加工速度低；(摩擦大，温度升高，易产生废品) (3) 长度与断面上组织和性能不均匀； (4) 工具消耗大。 二、挤压的品种 (六角棒) 2. 管材 3. 型材 三、 挤压工艺流程 加热→挤压→矫直 1. 加热的方式 (1) 燃气加热 (2) 电阻炉加热 (3) 感应加热 2. 矫直 (1) 辊式矫直 (2) 拉伸矫直 第二节 挤压时金属的变形规律 第二节 挤压时金属的变形规律 (1) 填充挤压阶段： 即开始挤压阶段，金属充满挤压筒和模孔，挤压力急剧上升； (2) 基本挤压阶段： 即稳定挤压阶段，挤压力随锭坯长度缩短、表面摩擦力总量减小； (3) 终了挤压阶段： 即紊流挤压阶段，工具对金属的冷却，强烈的摩擦，使挤压力上升。 2. 正向挤压的变形特点 (1) 填充挤压阶段 ①. 填充系数 λc λc= F0/Fp F0：挤压筒内孔横截面积 Fp：锭坯的横截面积 ② 镦粗 (2) 基本挤压阶段 ① 挤压比 λ= F0/∑F1 制品的断面积为F1 ② 变形区内的应力与变形状态 作用力、应力、应变分布 柱坐标应力 球坐标应力 用网格法研究的结果 基本挤压阶段金属流动分析 流动不均匀是绝对的 外摩擦 温度场----抗力不同 模孔几何形状和模孔位置----复杂化 附加应力 径向: 中心压\表层拉 轴向: 入口向出口增大 ----周期性表面裂纹 A 变形区（压缩锥） B 横向线弯曲 中心超前，越接近出口面其弯曲越大 (中心金属流速边部)。 a. 边部非矩形，中部近矩形 b. 边部剪切变形中心剪切变形 c. 边部总延伸中部总延伸 (或外层金属的主延伸变形内层) d. 纵向上总延伸：前端后端 e. 纵向上边部延伸：前端后端 C