|
鋁合金工業(yè)材反向擠壓工藝分析
廣東省湛江市技師學(xué)院 王偉偉 2015/10/28 23:24:12
摘要：鋁合金是工業(yè)生產(chǎn)中常用的材料之一，其應(yīng)用范圍極其廣泛。本文闡述了鋁合金工業(yè)材反向擠壓的基本原理和特點(diǎn)，以當(dāng)前國內(nèi)50MN擠壓機(jī)擠壓工藝為例，對(duì)反向積壓的技術(shù)、質(zhì)量以及主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了簡單介紹，并對(duì)現(xiàn)代擠壓設(shè)備的特點(diǎn)以及常見鋁合金制品的生產(chǎn)工藝等進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：鋁合金；反向擠壓；工藝；金屬流動(dòng)
隨著近些年反向擠壓技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展，目前我國已經(jīng)研制出了31.5MN的單動(dòng)反向銅擠壓機(jī)，而25MN的雙動(dòng)反向鋁擠壓機(jī)正處于研制階段。目前金屬擠壓制品的應(yīng)用范圍廣泛，行業(yè)對(duì)金屬制品的要求也越來越高，大截面、高精度的金屬制品是當(dāng)下行業(yè)發(fā)展的主要方向。因此，對(duì)鋁合金工業(yè)材反向擠壓工藝進(jìn)行分析有著重要的意義。
一、金屬反向擠壓技術(shù)的概述
當(dāng)下常用的正向或反向擠壓機(jī)都配有雙擠壓軸，包括模軸和擠壓軸。在擠壓機(jī)工作時(shí)，模軸固定不動(dòng)，擠壓筒緊靠著擠壓軸，在擠壓筒柱塞和主柱塞的作用力下，擠壓筒和擠壓軸同時(shí)向前移動(dòng)，這個(gè)過程中，模軸將逐步進(jìn)入擠壓筒內(nèi)進(jìn)行反向擠壓。在反向擠壓過程中，擠壓筒內(nèi)內(nèi)襯和鑄錠表層相互間沒有運(yùn)動(dòng)，這種情況下，金屬在擠壓筒內(nèi)流動(dòng)所受到的力學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，擠壓力和變形的不均勻性將得到很大程度的降低，金屬流動(dòng)的均勻性使得鑄錠的外表層和金屬制品的表層完全融合。
如圖1所示，在反向擠壓過程中，模軸和擠壓制品的運(yùn)動(dòng)反向是相反的，而制品的流出方向與擠壓筒和擠壓軸的運(yùn)動(dòng)方向卻是相同的。在堵頭工作時(shí)，空心軸不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，堵頭在擠壓機(jī)作用力下推動(dòng)鑄錠和擠壓筒向前移動(dòng)，這時(shí)金屬從�？字辛鞒�，其流出的方向和空心擠壓軸的方向相反，這個(gè)過程就叫反向擠壓。
圖1 金屬反擠壓過程示意圖
1- 鑄錠 2-擠壓筒 3-堵頭 4-擠壓模 5-空心擠壓軸 6-擠壓制品
金屬方向擠壓技術(shù)有著自身的基本特點(diǎn)：在反向擠壓過程中，因?yàn)殍T錠和擠壓筒之間沒有摩擦力的作用，變形區(qū)和模孔比較靠近，相對(duì)于正向擠壓，反向擠壓可以在降低擠壓力的同時(shí)大大提高擠壓速度，金屬反向擠壓的技術(shù)指標(biāo)主要包括：
①殘廢料降低30%以上；
②最大擠壓力相對(duì)正向擠壓降低20%-30%；
③擠壓速度是原來的1.5倍左右；
④制品的組織性能均勻，粗晶環(huán)現(xiàn)象減少；
⑤金屬制品的尺寸精度得到大幅度提高，超高精度的制品成為可能；
⑥制品的合格率提升8%-10%；
二、金屬反擠壓設(shè)備的簡介
1、反向擠壓機(jī)列及配置的介紹
現(xiàn)代反向擠壓機(jī)一般均配有全自動(dòng)操作系統(tǒng)，反向擠壓機(jī)列主要包括鑄錠車皮機(jī)床、鑄錠熱剝皮機(jī)、反向擠壓機(jī)組以及機(jī)后輔機(jī)等，按照擠壓方式，反向擠壓機(jī)可以分為反向?qū)Ｓ脵C(jī)和正反兩用機(jī)兩種，這兩種擠壓機(jī)又可以分為雙動(dòng)和單動(dòng)兩種穿孔裝置。常見的反向擠壓機(jī)均采用的是預(yù)應(yīng)力張立柱結(jié)構(gòu)，擠壓軸和模具裝置的快速更換，擠壓筒的X型導(dǎo)向均是其設(shè)備的主要特點(diǎn)。
2、反向擠壓機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)的介紹
根據(jù)反向擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其一般可以分為中間框架式、擠壓筒剪切式和后拉式這三種，其中擠壓筒剪切式的前橫梁和后橫梁固定，兩個(gè)橫梁之間通過張立柱連接成為一個(gè)整體，擠壓筒的移動(dòng)梁上一般裝有殘料剪切裝置；中間框架式擠壓機(jī)的前梁和后梁與擠壓筒剪切式擠壓機(jī)基本一樣，但在移動(dòng)筒移動(dòng)梁和前梁之間裝有剪切殘料的活動(dòng)框架，刀具裝在活動(dòng)框架上，如圖2所示；相比較前兩種反向擠壓機(jī)，后拉式擠壓機(jī)的中間梁是固定的，其前梁和后梁結(jié)構(gòu)與前兩者基本一致，這種擠壓機(jī)在后梁和固定梁之間配有熱鑄錠剝皮裝置，熱鑄錠剝皮之后直接進(jìn)入擠壓筒內(nèi)，這種剝皮方式可以大幅度改善制品的表面質(zhì)量，提高其生產(chǎn)效率，但這種結(jié)構(gòu)的擠壓機(jī)僅適用于單動(dòng)式的棒及型材反向擠壓機(jī)。
圖2 擠壓筒剪切式單動(dòng)反向擠壓機(jī)
三、50MN擠壓機(jī)反向擠壓工藝分析
1、棒材工具的裝配
50MN擠壓機(jī)的模子擠壓軸是空心管狀的單體結(jié)構(gòu)，模子擠壓軸為擠壓過程的主要受力部件，通過壓緊環(huán)、拉桿、導(dǎo)路以及壓型嘴進(jìn)行連接。在導(dǎo)路的設(shè)計(jì)上，這種擠壓機(jī)的內(nèi)孔分為單孔、雙孔和4孔，其作用是平衡模子擠壓軸的作用力，確保模子擠壓軸在擠壓過程中對(duì)準(zhǔn)擠壓中心。
2、棒材的殘料分離方法
50MN擠壓機(jī)是利用沖頭剪切，縱向正對(duì)模孔沖出，從而使得殘料分離，因此，對(duì)殘料的厚度應(yīng)該有所要求，厚度范圍應(yīng)放在25mm-35mm之間；另外，棒材尾端的切尾長度設(shè)置為600mm，可以保障棒材低倍組織的合格率。
3、棒材工藝及技術(shù)指標(biāo)
50MN擠壓機(jī)工作過程中的溫度控制按照正常擠壓的上（未完，下一頁）
附件下載：點(diǎn)擊下載全文
|