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第十章其他塑性成型工艺

第一节挤压成型

一、挤压原理与基本方法

1.挤压原理

基本原理如图10-1所示。采用挤压成型可以生产管、棒、型、线材等材料(半成品)，也可以直接

成形各种零部件(成品)。

图10-1金属挤压的基本原理

由于挤压方法的发展与技术的进步，挤压随外力(挤压力)施加方法、变形金属的流动行为、制品

种类以及工模具等的不同配置均有多种型式。挤压加工具有以下特点：

1)可以提高金属的变形能力。

2)制品综合质量高。

3)产品范围广。制品断面外接圆直径可达500～1000mm，也可小至几毫米以下。

4)生产灵活性大，工艺流程简单，设备投资少。挤压加工工具有很大的灵活性，只需更换模具就

可以在同一台设备上生产不同形状和尺寸规格的产品。

5)制品组织性能不均匀。这是由于金属流动不均匀所引起。

6)挤压模具工作条件恶劣，工模具耗损大。

7)多数挤压方法生产效率、成品率较低。

图10-2工业上常用的挤压方法

a）普通正挤压b）反挤压c）侧向挤压

d）玻璃润滑挤压e）静液挤压f）连续挤压

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2.挤压的基本方法

1）正挤压通常将金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向相同的挤压，称为正挤压（或正向

挤压）如图10-2a所示。铝及铝合金、铜及铜合金、钛合金、钢铁材料等许多工业与建筑材料成形加

工中最为广泛使用的方法之一。

正挤压的基本特征是：挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在有很大的外摩擦，且这种摩

擦是有害的，它使金属流动不均匀，从而给挤压制品的质量带来不利影响，导致挤压制品头尾组织性

能不均匀，表层和中心的组织性能不均匀，从而使挤压能耗增加。一般情况下挤压筒内表面上的摩擦

能耗占挤压能耗的30%～40%，甚至更高。由于强烈的摩擦发热作用，限制了挤压速度的提高，加快了

挤压模具的磨损。

2）反挤压金属挤压时，制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤压，称为反挤压或反向挤

压)，如图10-2b所示。与正挤压不同，反挤压时金属流动主要集中在模孔附近的领域，因而制品的组

织性能沿长度方向是均匀的。反挤压技术仍不完善，主要体现在挤压操作较为复杂，生产间隙时间比

正挤压长，挤压制品质量的稳定性仍需进一步提高等。

3）侧向挤压金属挤压时，制品流出方向与挤压轴运动方向垂直的挤压，称为侧向挤压，如图

10-2c所示。

4）玻璃润滑挤压玻璃润滑挤压主要用于钢铁材料以及钛合金、钼金属等高熔点材料的管棒材和

简单型材的成形。如图10-2d所示，其主要特征是变形材料与工具之间隔有—层处于高粘性的熔融玻

璃，以减轻坯料与工具间的摩擦，并起到隔热、保温作用。根据所用玻璃润滑剂的种类不同，其使用

温度范围一般为600～l200℃。

5）静液挤压静液挤压时金属坯料不直接与挤压筒内表面产生接触，二者之间介以高压介质，施

加于挤压轴上的挤压力通过高压介质传递到坯料上而实现挤压，如图10-2e所示。静液挤压时，坯料

与挤压筒内表面之间几乎没有摩擦存在，接近于理想润滑状态，金属流动均匀。静液挤压主要用于各

种包覆材料、低温超电导材料、难加工材料以及高精密型材的成形。

6）连续挤压图10-2f所示为连续挤压示意图，该方法利用变形金属与工具之间的摩擦力而实现

挤压过程。其基本原理是：由旋转槽轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环行通道起到普通挤压法

中挤压筒的作用。当槽轮旋转时，借助于槽壁上的摩擦力不断地将坯料线杆送入而实现连续挤压。

二、挤压工艺

1.铝及铝合金的挤压

其挤压制品被广泛用于建筑、交通、装饰和家用电器等部门。

挤压温度越高，被挤压材料的变形抗力越低，有利于降低挤压压力，减少能耗。但挤压温度较高

时，制品的表面质量变劣，容易形成粗大组织。

挤压比主要视挤压压力(俗称比压)、生产率以及设备的能力(吨位)而定。最大可能的挤压压力除

受设备能力限制外，大多数场合往往