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挤压技术

2016/12/22 13:27:02

挤压是一种成熟、先进的铜及铜合金管棒、型材生产及供坯方式。通过更换模具或采用穿孔挤压的方式,可直接挤出各种合金品种、不同断面形状的接近成品规格的管棒坯或成品管棒材。通过挤压,将铸锭的铸造组织变为加工组织,挤出管坯及棒坯尺寸精度高,组织细致均匀。挤压法是目前…

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挤压是一种成熟、先进的铜及铜合金管棒、型材生产及供坯方式。通过更换模具或采用穿孔挤压的方式,可直接挤出各种合金品种、不同断面形状的接近成品规格的管棒坯或成品管棒材。通过挤压,将铸锭的铸造组织变为加工组织,挤出管坯及棒坯尺寸精度高,组织细致均匀。挤压法是目前国内外铜管棒生产企业普遍采用的一种生产方式。


挤压法可分为正向挤压、反向挤压和特殊挤压三种.其中正向挤压应用较多,反向挤压用在中小规格棒、线材的生产中,特殊挤压用于特殊生产中。

挤压时要根据合金的性质、挤压制品的技术要求以及挤压机的能力和结构,合理选择锭坯种类、尺寸、挤压系数,使其变形程度不小于85%。


挤压温度和挤压速度是挤压过程的基本参数,合理的挤压温度范围应根据金属的塑性图以及相图来决定。对于铜及铜合金而言,挤压温度一般在570~950℃之间,自铜的挤压温度甚至高达l000~1050℃,与挤压筒加热温度400~450℃相比,二者温差较大,如果挤压时速度太慢将会引起铸锭表面温降过快,致使金属流动不均匀性增加,从而导致挤压负荷上升,甚至产生闷车现象,因此铜及铜合金一般都采用较高速度进行挤压,挤压速度可达50 mm/s以上。


铜及铜合金在挤压时,多采用脱皮挤压,以清除铸锭表面缺陷,脱皮厚度1~2 m。在挤压坯出口处普遍采用水封,以使制品挤出后即进入水槽中冷却,制品表面无氧化,不必酸洗即可进行后续冷加工。趋向于采用大吨位挤压机并配有同步收线装置,挤出单重达500 kg以上的管坯或线坯卷,以有效提高后序的生产效率及综合成品率。


目前铜及铜合金管材生产多采用带独立穿孔系统(双动)、油泵直接传动的卧式油压正向挤压机,棒材生产多采用不带独立穿孔系统(单动)、油泵直接传动的卧式油压正向或反向挤压机。常用的挤压机规格为8~50 MN,现在趋向于采用40 MN以上大吨位挤压机生产,以提高铸锭单重,从而提高生产效率和成品率。


现代卧式油压挤压机,在结构上采用了预应力整体机架、挤压筒“X”导向和支撑、内置式穿孔系统、穿孔针内冷、滑动模架或回转式模架及快速换模装置、大功率变量油泵直接传动、集成式逻辑阀、PLC控制等先进技术,设备精度高、结构紧凑、运行平稳、安全联锁,易于实现程序控制。连续挤压(Conform)技术在近十年来有了一些进展,特别是用来生产电力机车导线这样的异型棒线,很有前途。近几十年来挤压新技术得到了迅速发展,挤压技术的发展趋势具体表现为:


(1)挤压设备。挤压机的挤压力将向更大的方向发展,超过30MN挤压机成为主体,挤压压生产线的自动化程度不断提高。现代的挤压机已完全采用了计算机程序控制和可编程序的逻辑控制,从而使生产效率大幅度提高,操作人员显著减少,甚至有可能实现挤压生产线的自动无人化操作。


挤压机的本体结构也不断改进和完善,近几年来一些卧式挤压机采用了预应力机架,以保证整体结构的稳定。现代挤压机实现了正、反两用挤压方式,挤压机配有两根挤压轴(主挤压轴和模轴),挤压时挤压筒随主轴一起移动,此时制品的流出方向与主轴移动方向一致,而与模轴的相对移动方向相反。挤压机的模座也采用了多个工位的配置,既可方便换模也提高了生产效率。现代挤压机采用了激光调偏控制装置,对挤压中心线的状态提供有效数据,便于及时快速调整。采用油为工作介质的高压泵直接传动油压机已完全替代了水压机。


挤压工具也随挤压技术的发展而不断更新。内部通水冷却穿孔针已经普遍推广,变断面穿轧针大大提高了润滑效果。寿命更长、表面质量更高的陶瓷模、合金钢模的应用更加广泛。


挤压工具也随挤压技术的发展而不断更新。内部通水冷却穿孔针已经普遍推广,变断面穿轧针大大提高了润滑效果。寿命更长、表面质量更高的陶瓷模、合金钢模的应用更加普及。


(2)挤压生产工艺。挤压的产品品种、规格不断扩大。小断面超高精度的管、棒、型材和超大型型材的挤压,保证制品外观质量,减少产品的内部缺陷,降低几何损失,以使挤压制品性能均匀等挤压方法进一步推广。现代的反向挤压技术也得到普遍应用。对易氧化的金属则采用了水封挤压,可减少酸洗污染,降低金属损耗,又可提高制品表面质量。对需要淬火的挤压制品,只要控制适当的温度.采用水封挤压方法可达到目的,有效缩短生产周册,节省了能源。


随着挤压机能力和挤压技术的不断提高,现代挤压技术逐步得到应用,如等温挤压、冷却模挤压、高速挤压等正向挤压技术,反向挤压、静液挤压、Conform连续挤压技术的实用化,粉末挤压、低温超导材料的层状复合材料挤压技术的应用,半固态金属挤压,多坯料挤压等新方法的开发,小型精密零件的冷挤压成形技术等,都得到迅速发展和广泛的开发应用。

    

铜合金锻压成形在我国主要由机械制造厂进行,主要有自由锻和模锻,如大型齿轮、蜗轮、蜗杆、汽车同步器齿环等。

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