擠壓成型工藝基本介紹

1、5擠壓成型工藝5.1 擠壓概述定義：所謂擠壓，就是對(duì)放在容器(擠壓筒)內(nèi)的金屬錠坯從一端施加外力，強(qiáng)迫其從特定的?？字辛鞒?，獲得所需要的斷面形狀和尺寸的制品的一種塑性成型方法。優(yōu)點(diǎn)：(1)具有最強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)；(2)生產(chǎn)范圍廣，產(chǎn)品規(guī)格、品種多；(3)生產(chǎn)靈活性大，適合小批量生產(chǎn)；(4)產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好；(5)設(shè)備投資少，廠房面積??；(6)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)：(1)幾何廢料損失大；(2)金屬流動(dòng)不均勻；(3)擠壓速度低，輔助時(shí)間長(zhǎng)；(4)工具損耗大，成本高。適用范圍：(1)品種規(guī)格繁多，批量??；(2)復(fù)雜斷面，超薄、超厚、超不對(duì))復(fù)雜斷面，超薄、超厚、超不對(duì)稱(chēng)；(3)低塑性

2、、脆性材料。5.2 擠壓的基本方法及特點(diǎn)擠壓的方法可按照不同的特征進(jìn)行分類(lèi)，有幾十種。最常見(jiàn)的有6種方法：正向擠壓、反向擠壓、側(cè)向擠壓、連續(xù)擠壓、玻璃潤(rùn)滑擠壓和靜液擠壓。最基本的方法仍然是正向擠壓(簡(jiǎn)稱(chēng)正擠壓)和反向擠壓(簡(jiǎn)稱(chēng)反擠壓)。如下所示為擠壓的分類(lèi)分類(lèi)相怔分裊_1按照疥用方向分類(lèi)正向擠壓反向林用(包括塞軸反擠壓、堪受反排虛，取地反擠拓第3ISAMlt(包括電段包IBS向擠壓、舞同摩擦抗旅.等通強(qiáng)苫角排比等)拉則變胖特征分類(lèi)平面變形研用軸時(shí)缽受影橋陳.一股M雄變磨擠用搭照胴揖狀擊力類(lèi)無(wú)洞潸揀瓶_常胡潤(rùn)滑擠出(包括潤(rùn)渭穿扎針搞甚普通溷滑劑全副潛擠出等1_破謫洞滑擠壓除液怖壓特殊澗滑新年t如

3、在現(xiàn)件較后的優(yōu)懷外面加就全局初述前端撩軟金屬處擠壓等1蜃照搭壓當(dāng)麻分類(lèi)件拼出溫?cái)D壓的擠壓(包括普通擔(dān)橋垢、番種等M轎即寄)括題林即速度分類(lèi)低速擠壓(普通擠出席速簫舐沖擊希壓忸招蒯高速擠壓.爆噩擠壓等)核照模具種類(lèi)或結(jié)構(gòu)分類(lèi)平模普Hr推模拉牛（包括苜逋惟椎擠次、平班幄扶第、雙恍模拼也等）分海模排起（包括舌型模擠壓、平面分渣楣擠田等分解橫拼1K（史曲面型材濟(jì)HO帶穿扎針擠壓包兒固定針擠掛、隨動(dòng)針擠適、穿孔擠麻、不穿孔薪陽(yáng)、舉穿孔折壓等1地照乩料形溫或做U分類(lèi)網(wǎng)擠用腐擠地1回淅而壞料掙HO扁推片商密?。ū鈹嗝姹强粕彛┒嗳伎茢D壓包括相同材質(zhì)等焯羯擠小.不同材質(zhì)等評(píng)以擠住等）曳臺(tái)見(jiàn)科擠壓（包括顆粒復(fù)合

4、材科擠小，船色曲E.雙金屬號(hào)等售酒金屬屋狀更白材料耕4舍瑞與11：她干合晶材料圓小同在金晶材科的特殊層狀發(fā)含材料擠用等）按魅必科的狀總分類(lèi)告通惋垢擠+粉末材料擠出-華網(wǎng)態(tài)擠壓勢(shì)態(tài)材料擠壓按照澗品形機(jī)皿獨(dú)U分第棒材林不管材史及工色括即斯向臂對(duì)擠出異閽所曲管+!擠壓r安斷面管材拼隆等）實(shí)心型材擠樂(lè)空心里打擠選（包拈界種寶心型村挪作r由埠樊首物擠睦等1受斷面里林箍樂(lè)（包拈逐漸亞斯面鵬村擠用、帶段支新面型材擠JR等1事孔植新Jkf甲楹制品）名孔魄擠珠f養(yǎng)糧制品掖能命屬種類(lèi)分類(lèi)有色金尼臍年黑也金屬族收技照生產(chǎn)的連埃性分類(lèi)普迪擠壓連維搠k工包吊電橐怛崔連理擠隆、無(wú)壓余拼出、CMlfOEl浮燈躋出.連續(xù)將擠

5、等3a.正向擠壓b.方向擠壓c.側(cè)向擠壓d.連續(xù)擠壓e.玻璃潤(rùn)滑擠壓f.靜液擠壓正向擠壓：定義：金屬的流動(dòng)方向與擠壓桿（擠壓軸）的運(yùn)動(dòng)方向相同的擠壓生產(chǎn)方法。特征：變形金屬與擠壓筒壁之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間有很大的滑動(dòng)摩擦。引起擠壓力增大；使金屬變形流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致組織性能不均勻；限制了擠壓速度提高；加速工模具的磨損。反向擠壓：定義：金屬的流動(dòng)方向與擠壓桿(或模子軸)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反的擠壓生產(chǎn)方法。特征：變形金屬與擠壓筒壁之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間無(wú)外摩擦。特點(diǎn)：擠壓力?。唤饘僮冃瘟鲃?dòng)均勻；擠壓速度快。但制品表面較正擠壓差；外接圓尺寸較??；設(shè)備造價(jià)較高；輔助時(shí)間較長(zhǎng)。5.3 熱擠壓、冷擠壓、溫

6、擠壓溫度范圍工藝特點(diǎn)，冷擠壓爐11f回復(fù)溫度以啟零件表面光潔，精度較高.成為一種有效的少、天切削加_L_L芝/溫?cái)D用r冷擠壓利熱擠壓之間.比冷擠壓的變形抗力小，較容易變形.與熱擠壓相比，坯料氧化脫碳少,可提高身壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量.熱擠壓.，金屬再結(jié)晶溫度以上.變形抗力小，型性好，允許每次變形程度較大？但產(chǎn)品表面粗糙度高，尺寸準(zhǔn)確度較低，模具材料表面處理及潤(rùn)滑零件質(zhì)量影響因素冷擠壓高強(qiáng)助，高硬度，高韌性,高耐磨性，耐熱性表面磷化處理,氟化石蠟油、肥兄油和二硫化用混合液澗滑處理1,設(shè)備的剛性2一溫度升高3一模其用性變形溫?cái)D壓有足夠的硬度,強(qiáng)度，韌性，抗磨榻，耐疲勞潤(rùn)滑劑具有定熱穩(wěn)定和絕熱性L

7、溫度2.潤(rùn)滑3.模具彈性變彬熱擠壓高溫抗變形能力，高溫耐磨性，抗熱疲勞能力，抗回火能力，良好加工性潤(rùn)滑劑應(yīng)具有耐壓、耐熱、不分解變質(zhì)性能，尤腐蝕作用1.溫度變化2.擠壓件斷面形狀3.洞滑條件4.我化5.4擠壓設(shè)備、擠壓模具及設(shè)計(jì)5.4.1擠壓設(shè)備按傳動(dòng)類(lèi)型分液壓和機(jī)械傳動(dòng)兩大類(lèi)。(1)機(jī)械傳動(dòng)擠壓機(jī)又分為統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)擠壓機(jī)和現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)擠壓機(jī)。傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)擠壓機(jī)以前曾用于擠壓鋼材和冷擠壓方面，現(xiàn)在已不采用。鋼材和冷擠壓方面，現(xiàn)在已不采用。目前以CONFORM擠壓機(jī)為代表的新一代機(jī)械傳動(dòng)擠壓機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。(2)液壓傳動(dòng)擠壓機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的擠壓設(shè)備。又分為水壓機(jī)和油壓機(jī)，目前應(yīng)用最廣泛的是油

8、壓機(jī)，但大噸位設(shè)備仍以水壓機(jī)為主。5.5 擠壓模設(shè)計(jì)擠壓?？砂茨？讐嚎s區(qū)的斷面形狀、擠壓產(chǎn)品的品種、?？椎臄?shù)目、擠壓方法及工藝特點(diǎn)、模具結(jié)構(gòu)等不同形式進(jìn)行分類(lèi)。歸納起來(lái)可分為四大類(lèi)：整體模模子是由一塊鋼材加工制造成。廣泛用于擠壓普通型材、棒材、管材。整體模按?？讐嚎s區(qū)的斷面形狀可分為7種：平模、錐模、平錐模、雙錐模、流線模、平流線模、碗形模，各模如下圖所示。最常用的是平模和錐模。平模：擠壓鋁合金型材、棒材，饃合金，銅合金管、棒材。錐模：擠壓鋁合金管材，高溫合金鴇、鋁、錯(cuò)等。拆卸模由數(shù)塊拼裝組成一整體模子，用于生產(chǎn)階段變斷面型材（見(jiàn)下圖）。模子是由大頭和小頭兩部分構(gòu)成。而這兩部分又分別由多塊組裝

9、而成。組合模生產(chǎn)內(nèi)徑較小的管材，各種形狀的空心型材。舌形模：所需的擠壓力較小，焊合室中延伸系數(shù)大，主要用于擠壓硬合金空心型材。但擠壓殘料較多。平面分流模：多用于擠壓變形抗力低、焊合性能好的軟合金空心型材。殘料較少。型材模設(shè)計(jì)擠壓型材的斷面是非常復(fù)雜的，有各式各樣。其特點(diǎn)是：絕大多數(shù)斷面是不對(duì)稱(chēng)的；型材斷面與錠坯斷面不相似；型材斷面各部位壁厚差大；多數(shù)帶有各種形狀的空心。其結(jié)果造成金屬流動(dòng)不均勻，出現(xiàn)各種缺陷，易造成模具的早期失效及損壞。模具設(shè)計(jì)中要解決的兩個(gè)主要問(wèn)題：金屬流速不均；模具強(qiáng)度。1一調(diào)整金屬流速的主要措施(1)合理布置?？譨、具有兩個(gè)以上對(duì)稱(chēng)軸的型材，型材、具有兩個(gè)以上對(duì)稱(chēng)軸的型材

10、，型材的重心布置在模子中心。b、具有一個(gè)對(duì)稱(chēng)軸，且斷面壁厚差較、具有一個(gè)對(duì)稱(chēng)軸，且斷面壁厚差較大的型材，型材重心相對(duì)模子中心偏移一定距離，且將金屬不易流動(dòng)的壁薄部位靠近模子中心c、壁厚差不太大，但斷面較復(fù)雜的型、壁厚差不太大，但斷面較復(fù)雜的型材，將型材外接圓的圓心，布置在模子中心。d、對(duì)于斷面尺寸較小，或軸對(duì)稱(chēng)性很差、對(duì)于斷面尺寸較小，或軸對(duì)稱(chēng)性很差的型材,可以采用多孔模排列如下所示為不對(duì)稱(chēng)型材的單孔模排列。型材斷面壁厚不同，可采用不等長(zhǎng)工作帶。即：型材斷面壁厚處的工作帶長(zhǎng)度大于壁薄處。也就是說(shuō)比周長(zhǎng)小的部分工作帶長(zhǎng)度大于比周長(zhǎng)大的部分。轎壓機(jī)能力/MN|125501一3516-206-12模

11、孔飾帶最小長(zhǎng)度加?？卓盏冻叽?防5M03:4.2.53-62工5L5-21.5-30.5-1.5(3)設(shè)計(jì)阻礙角或促流角阻礙角一在型材壁厚處的?？兹肟谔幾鲆粋€(gè)小斜面，以增加金屬的流動(dòng)阻力，該斜面與模子軸線的夾角叫阻礙角，如圖5-27所示。阻礙角一般取3。12。，最大不超過(guò)15。促流角一在型材壁較薄、金屬不易流動(dòng)的?？兹肟诙嗣嫣幾鲆粋€(gè)促流斜面，該斜面與模子平面間的夾角叫促流角，促流角一般取310。(4)采用平衡?？讛D壓某些對(duì)稱(chēng)性很差的型材(如異形偏心管)，而模子上只能布置一個(gè)型材?？讜r(shí)，為了平衡金屬流速，采用平衡?？追绞?。(5)設(shè)計(jì)附加筋條擠壓寬厚比很大的壁板型材時(shí)，如果對(duì)稱(chēng)性很差，可采用附加筋

12、條或工藝余量的方式平衡金屬流速。(6)設(shè)計(jì)導(dǎo)流?；?qū)Я髑辉谛筒哪５那懊妫黾右粋€(gè)導(dǎo)流?；蛑苯釉谛筒哪？兹肟诙思庸ひ粚?dǎo)流腔，迫使金屬流向流動(dòng)阻力大的模孔入口處。5.6 擠壓工模具材料的選擇目前，在擠壓鋁合金時(shí)，最常用的工模具材料有鋁鋼和鴇鋼兩大類(lèi)。鋁鋼：導(dǎo)熱性較好，對(duì)熱裂紋不太敏感，韌性較好。典型代表5CrNiMo和4Cr5MoSiV1鋼。鴇鋼：具有較好的耐高溫性能，但韌性較低。典型代表3Cr2W8V鋼。擠壓工具材料的合理選擇(1)根據(jù)被擠壓金屬的性能選擇最合適、最經(jīng)濟(jì)的工模具材料。我國(guó)通常選用5CrNiMo、5CrNiW、5CrMnMo、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1等作為基本工具材料。

13、其中4Cr5MoSiV1作為擠壓鋁合金的模具材料，3Cr2W8V作為擠壓銅合金的模具材料。(2)根據(jù)產(chǎn)品品種、形狀和規(guī)格選擇合適的工模具材料。擠壓圓棒和圓管時(shí)，可選用中等強(qiáng)度的5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW鋼；擠壓復(fù)雜形狀的空心型材和薄壁管材時(shí)，選用高強(qiáng)度的3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1鋼；對(duì)于形狀極其復(fù)雜的空心型材及寬厚比大于50的壁板型材，則要選用更高級(jí)的材料，如日本的AF31鋼。(3)根據(jù)擠壓方法、工藝條件與設(shè)備結(jié)構(gòu)選擇工模具材料。冷擠壓時(shí)的擠壓速度快，受沖擊作用大，模具要有高的強(qiáng)度和良好的韌性，如選用3Cr2W8V、硬質(zhì)合金材料。靜液擠壓時(shí)模具處于高壓液體包圍之中，

14、呈預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)擠壓力較小。穿孔擠壓時(shí)的針尖應(yīng)選用良好的抗激冷激熱的材料。無(wú)潤(rùn)滑擠壓時(shí)模具的耐磨性、表面硬度、可氮化性能應(yīng)比潤(rùn)滑擠壓時(shí)好。(4)根據(jù)擠壓工模具的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸選擇模具材料。擠壓管、棒、普通實(shí)心型材的平面模，一般可用5CrNiMo或4Cr5MoSiV1鋼。形狀復(fù)雜的特殊型材模、舌型模、平面分流模等，用4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V或更高級(jí)的材料。一般情況下，5CrNiW、5CrNiMo、5CrMnSiMoV等制造擠壓筒。但制造小型擠壓筒、高比壓擠壓筒、扁擠壓筒時(shí)，內(nèi)套選用3Cr2W8V或4Cr5MoSiV1,中套選用5CrNiMo,外套可選用45號(hào)鍛鋼。組合式擠壓桿、針支承等，其工作部分采用3Cr2W8V或4Cr5MoSiV1鋼，基座部分采用5