|山东模具|山东铝材模具网|铝型材|挤压模具设计|挤压模具设计培训|挤压模具设计修模图书|

中国铝材模具网_着力打造中国最专业的铝型材挤压模具设计培训交流平台

铝及铝合金管材反向挤压法

时间:2011-11-14 12:06来源:http://www.365aps.com 作者:铝型材模具设计培训 点击:
铝及铝合金管材反向挤压法 反向挤压时, 金属制品的流动方向与挤压轴的运动方向(模轴的相对运动方向)相反的挤压方法, 叫做反向挤
(责任编辑:山东铝材模具网 请勿随意转载本站原创文章,如有转载请勿必带上本站链接,谢谢您的支持和配合!)

 工业铝型材挤压工艺资料汇总

铝及铝合金管材反向挤压法

反向挤压时, 金属制品的流动方向与挤压轴的运动方向(模轴的相对运动方向)相反的挤压方法, 叫做反向挤压法, 简称反挤压。在现有挤压机上实现反向挤压的方法主要有带堵头的挤压方法和采用双挤压轴的挤压方法两种。这两种反向挤压方法的工作示意图如图2-6所示。

采用双挤压轴挤压时, 先将挤压轴7退回原来位置, 并将挤压筒2也退回到最右边的位置, 从挤压筒的左边装入铸锭1, 而后再把挤压筒推到最左边的位置(具体位置按铸锭长度来确定), 这时开动挤压机的主缸, 使挤压轴7向右前进开始挤压, 金属在挤压轴7的压力作用下, 从模孔4中沿着与空心反挤压轴5相反的方向流动。此时, 由于铸锭和挤压筒之间存在着很大的静摩擦力, 使挤压筒2随着铸锭1同时前进, 而在他们之间却无相对运动。

采用带堵头的反向挤压时, 先将挤压机上原来的挤压轴卸下, 装上堵头3, 并把装有挤压模的空心反挤压轴5固定在挤压机的压型嘴上。当把铸锭1装入挤压筒2时, 堵头3在挤压机主缸压力作用下, 推动挤压筒2铸锭1同时前进, 迫使金属从模孔4中沿着与空心反挤压轴5相反的方向流出而形成制品6。挤压过程结束后, 在挤压筒回程缸的推动下, 使挤压筒和堵头退回, 开动压型嘴, 把空心反挤压轴拉出, 用锯或专用剪刀将挤压残料切除后, 则可重复进行下一个铸锭的挤压操作。

现代反向挤压机均设有双挤压轴, 即挤压轴和模子挤压轴(简称模轴)。挤压时模子挤压轴固定不动, 挤压筒紧靠挤压轴。在主柱塞和挤压筒柱塞力的作用下, 挤压轴和挤压筒同步向前移动, 而模轴逐步进入挤压筒内进行反向挤压。反向挤压时铸锭表层与挤压筒内衬之间无相对运动, 从而改变了金属在挤压筒中流动的力学条件, 降低了变形的不均匀性和挤压力。由于金属流动均匀, 铸锭外表层会完全进入挤压制品表层。

反向挤压机充分考虑到挤压工艺和产品品质要求, 采用了专门设备和技术: 铸锭表面切削加工; 铸锭梯度加热和顺次排气; 模具的装配和挤压筒的清理; 管材生产时穿孔针拉力显示和保护; 挤压筒加热温度的均匀分布; 过程控制和控制系统(PICOS); 穿孔针自动清理、 润滑和修针技术; 保证挤压中心精度; 残料分离技术等。

根据专用反挤压机设备结构的特点, 反向挤压机可分为中间框架式、 挤压筒剪切式和后拉式三种。中间框架式挤压机其特点是: 前梁和后梁固定, 通过4根张力柱连接成一个整体。在前梁和挤压筒移动梁之间安装有残料剪切用的活动框架, 剪刀设置在活动框架上。挤压筒清理是在残料推出时由专门的挤压环来完成, 这种型式的挤压机对固定模、 闷车铸锭的处理比较方便, 也易于兼作正向挤压机。挤压筒剪切式挤压机其特点是: 前横梁和后横梁固定, 通过4根张力柱连接成一个整体。在挤压筒移动梁上, 安装有残料剪切装置, 这种结构仅应用于反向挤压机。后拉式反向挤压机其特点是: 前梁和后梁是通过4根张力柱连成一个整体的活动梁框架。

反向挤压法的特点是: 铸锭与挤压筒之间无相对运动, 因而在铸锭表面和挤压筒之间不产生摩擦力, 变形区靠近模孔附近, 与正向挤压法比较, 大大地降低了所需的挤压力, 提高了挤压速度, 金属流动均匀, 制品组织和性能均匀, 可减少甚至消除粗晶环缺陷, 几何废料少等。由于金属流动均匀, 铸锭外表层会完全进入挤压制品的表面。因此, 为了保证产品的表面品质, 对铸锭的表面品质要求极严, 铸锭表面必须进行加工。目前, 生产时的空心铸锭均采用挤压加热前的车皮和镗孔工艺, 主要是考虑管材壁厚偏差要求。由于反向挤压使用了空心模子挤压轴(考虑到其受压强度要求), 挤压制品的外径受到限制, 因此反向挤压制品的最大外径一般比正向挤压的小30%。

目前, 反向挤压管材多采用固定针无润滑工艺, 铸锭内表面直接与穿孔针相接触, 挤压过程中穿孔针表面会均匀粘满一层金属, 靠铝的自身润滑作用重新形成制品的内表面。只要保证铸锭内表面的清洁和光洁, 管材内表面一般接近穿孔挤压工艺的光亮内表面, 基本上不产生内表面擦伤废品, 但是生产时穿孔针所受到的摩擦力较大。因此, 当生产不同合金和规格的管材时, 穿孔针要进行强度校核。管材反向挤压时应考虑以下几个方面的技术和品质特性: 管材的壁厚不均, 表面气泡, 挤压中心(即设备对中精确度), 挤压工具的强度和铸锭的品质等。

反向挤压法的主要优缺点是: 

①挤压时, 铸锭与挤压筒之间无相对摩擦, 与正向相比可以降低挤压力20%~40%; 

②制品尺寸精度高, 可采用长铸锭挤压; 

③制品力学性能和组织均匀, 可有效消除和减小粗晶环缺陷; 

④挤压速度提高1~1.5倍; 

⑤残料减少30%以上; 

⑥铸锭可在较低温度下挤压, 生产效率高, 产品成品率提高8%~10%, 节省能耗约20%;

⑦制品规格受模轴内径尺寸限制; 

⑧设备结构复杂, 一次投资比正向挤压的高30%; 

⑨铸锭表面要求高, 必须进行车皮、 镗孔或热剥皮; 

⑩辅助时间长。 

由于反向挤压具有以上特点, 所以特别适合挤压硬合金及尺寸精度高、 组织均匀、 且无粗晶环的制品。

2.1.3 铝及铝合金管材其他挤压法

铝及铝合金管材的其他挤压法有: 冷挤压法、 康福姆挤压法、 液体静压力挤压法、 侧向挤压法等; 

1)冷挤压法

冷挤压法是管材生产中应用很久的一种挤压法, 适应于生产中、 小规格的薄壁管材。

冷挤压铸锭或毛坯表面应涂上润滑油, 在室温条件下装入挤压筒, 有时为了降低挤压力, 对某些高强度的铝合金也可以将铸锭或坯料加热到100℃左右再装入挤压筒, 对于装饰用的型、 管材等, 可将铸锭和毛坯浸于过冷的液态溶液中以降低其温度到零下40~50℃, 再立即装入挤压筒。管材冷挤压时, 工模具需要承受比热挤压大得多的压力。由于剧烈的体积变形, 变形热往往会使模具的工作温度达到250~300℃。

冷挤压的主要特点是: 金属的不均匀变形大为减少, 金属变形仅发生于模空附近, 死角区基本消除, 因此产生成层、 粗晶环、 缩尾及其他缺陷的可能性大为减少。冷挤压管材通常采用润滑挤压, 常用的润滑剂有: 高分子再生醇的混合物、 双层润滑剂——鲸油和硬脂酸纳水溶液、 等等。

采用冷挤压法生产的管材尺寸精度高、 挤压速度快、 制品表面品质高、 生产周期短、 投资少、 成品率可达70%~85%。但冷挤压制品没有挤压效应, 铸锭或坯料的表面品质要求高, 对工模具材料要求高, 工具损耗大。

2)康福姆挤压法

康福姆挤压法是20世纪70年代初研制的一种合金连续挤压法, 适用于生产小直径薄壁长管。

康福姆挤压法主要特点是: 利用送料辊和坯料之间的接触摩擦力而产生挤压力并同时将坯料温度提高到500℃左右。迫使毛坯沿着模槽方向前进, 然后进入模具。康福姆挤压法有单辊送料和双辊送料两种方法。

采用康福姆挤压法可一次生产出尺寸小薄壁的管材, 成品率高(可达到98.5%), 毛料无需加热, 设备造价低, 可连续生产, 生产效率高; 但生产的规格, 品种受到限制。

3)侧向挤压

金属制品的流出方向与挤压轴的运动方向垂直的挤压叫做侧向挤压, 如图2-7所示。侧向挤压主要用于电线电缆行业各种复合导线的成形以及一些特殊的包覆材料成形。 

4)液体静压挤压法

液体静压挤压法又称高压液体挤压。

挤压时, 锭坯借助于周围的高压液体的压力由模孔中挤压出来, 以实现塑性变形, 如图2-8所示。挤压一般是在常温下进行的, 但是在一定温度下甚至高温下也可进行静压力挤压。高压液的压力可以直接用一个填压器将液体压入挤压筒中, 或用挤压轴压缩挤压筒内的液体获得挤压力, 这种方法应用较广。

液体静压力挤压法的主要特点与润滑挤压基本相同, 只是筒内的液体在挤压轴的作用下产生压力, 实现金属变形。

液体静压力挤压法是锭坯与挤压筒内壁不直接接触, 无摩擦, 金属变形均匀, 产品品质比较好。锭坯与模子间处于流体动力润滑状态, 模子磨损少; 制品的力学性能在断面上都很均匀; 液体静压力挤压法所需的挤压力比正挤压小20%~40%; 可实现高速挤压。但在高压下, 挤压轴与模子的密封材料要求较高; 挤压工具材料贵与设计较复杂; 传压介质液体的选用较困难。

------分隔线----------------------------
山东铝材模具网栏目列表
挤压模具设计培训推荐文章