连续挤压应用过程中常见缺陷浅析与措施

连续挤压应用过程中常见缺陷浅析与措施
作者：王希臣
来源：《中国科技纵横》2016年第06期
【摘要】近些年，连续挤压技术作为一种最新最高效的加工技术在铜加工等领域的应用越来越广泛，不但使成本大大减低，还使工艺过程得到优化。

这项技术有很多优势，比如缩短工艺过程、成本较低、较小的制品晶粒和精密组织等，在实际应用过程中因为操作不当或不规范的设计等都易出现诸多问题。

本文就连续挤压在具体的应用过程中出现的缺陷进行分析，以及研究相应的具体方案。

【关键词】连续挤压常见缺陷解决措施
连续挤压技术作为一种最新最高效的加工技术已经普遍应用于我国铜加工等很多领域当中，下面就分析这些问题的成因并研究相应的处理方法。

1 充不满现象
制品的充不满现象一般出现在挤压宽的大断面或异形排的时候，并且充不满的缺陷呈锯翅状。

通常造成这种缺陷有两方面原因：一是杆坯的表面被污染，比如杆坯的表面上出现油、水或灰等脏物，使其表面光滑并减少了杆坯与挤压轮的摩擦，进而使充不满现象出现。

二是受挤压系数与扩展比的影响，变形腔的断面积与产品的断面积的比值就是挤压系数，制品连续挤压变形的程度与挤压系数成正比，所以制品挤压力越大挤压系数就越大。

挤压产品的最大宽度与杆坯直径之比就是扩展比，因此扩展比大与挤压系数小容易造成断面不均匀导致锯翅状的缺陷发生。

采取的方法如下：（1）使用不同长定径带和偏心结构的挤压模具。

平模结构在连续挤压模具时较常用的，因为连续挤压模具是个复杂过程，所以在挤压生产过程中必须反复试模或修模才行。

（2）增加扩展槽，在杆坯进到模腔后先预成型，规格不同的制品在预成区域的高度不同，在挤压不易充满的制品时，为了能更好的扩展成形需加大金属流动过程和角度。

（3）合理设计阻流环不仅减少流动的不匀使金属向难变形处流动，还要抛光处理后摩擦减小使金属向边部流动。

2 压过载现象
通常在挤压铜及铜合金制品时，使用单轮槽连续挤压机利用单根进料单孔出料的方法，对断面小于10mm2的制品不易挤压。

在挤压负荷大时容易闷车和在出线速度快时容易堵模，还有溢料较大，产量较低和工装模具寿命较短等缺点，在小规格产品使用一模多出的挤压方法有很多优势，不但使模腔负荷和堵头温度大大降低，而且使模腔的使用年限和生产效率得到有效
的提高。

关键点在于：为了避免金属流动不匀以及型材扭曲等问题需采用合理配置模孔，以及出线和收线速度达到一致就可以避免粘连或堵模。

3 夹杂缺陷
成因及方法的分析：（1）接触磨损容易在挤压轮轮槽和压实轮、刮刀、靴座中的模腔堵头处出现，因此以挤压轮轮槽为准，对模（靴）座轴向位置采取准确定位。

（2）由于挤压间隙较小，使接触磨损出现在模腔密封面以及刮刀与挤压轮的弧面上，不但要调整好刮刀与挤压轮之间的间隙，还要使模腔密封面与挤压轮圆弧面衔接好。

（3）在高温高压下长期运行使挤压轮破坏严重，不仅要使用稳定性好的工装模具，还要定期检查或更换。

（4）堵头变形问题，不但应及时检查和更换堵头，还要选耐热、性能好的材料。

（5）坯料内部的夹杂对制品的影响很大，可以使用过滤装置及时过滤掉铜液中的杂物，使杆坯更加干净。

4 气泡缺陷
成因及方法的分析：（1）在杆坯铸造时，铸杆内有含氧和氢等超标气体的气泡，在到达模腔后由于温度高、压强大使气泡受到强烈压制，致使气泡突然爆破，进而产生气泡缺陷。

不但对杆坯含氧量严格掌握，还要用行星式轮刷装置清扫表面。

（2）高温模腔中有水迹或油迹，就会使气体蒸发进而出现气泡，所以储存时间尽可能减短。

5 冷隔缺陷
成因及方法的分析：（1）杆坯表面被污染或氧化，前面讲到杆坏表明被油、水或灰等脏物污染，使其表面光滑并减少了杆坯与挤压轮的摩擦，使镦粗和扩展成形的过程不能焊接进而产生缺陷，所以杆坯表面要干净。

（2）不均匀的杆坯硬度使挤压温度的波动较大、使杆坯被迫均匀，进而出现额外力致使冷隔缺陷现象的发生。

因此铸造速度和冷却强度保持协调才能保障合适的铸杆硬度。

（3）不合理的挤压温度和速度不仅使挤压过程无法顺利完成，还严重影响了挤压的质量和产量，因此降低缺陷的方法之一就是保持恒定规范的挤压温度和速度。

（4）当杆坯直径越大时，杆坯中心与表层温度差别就越大，导致金属流动均匀性下降进而出现缺陷。

所以当进料杆坯直径很大时，用感应加热法降低内外温度。

具体操作中不易掌控，有待进一步讨论。

（5）在堵头拱起或将侧面挂底铜刮时，使杆料与挤压轮间铜与钢的摩擦系数小于正常系数进而使挤压驱动力不足，并出现打滑使内部疏松或分层现象发生。

6 硬度超标缺陷
目前，尚无明确的理论知识规范挤压形材的硬度，挤压制品的硬度与挤压的温度以及过程长度有关系，挤压过程长和挤压温度高致使制品硬度较低，如果加长挤压过程阻力也随之增加，所以正确规范挤压过程长度很有必要。

同样的制品在使用不同设备挤压出的硬度也不尽相
同，现在挤压制品的硬度很难把握，还需对其进行大量的研究。

对于挤压硬度来说，挤压过程的长短对其影响较大而挤压温度影响则较小。

7 结语
本文通过对连续挤压在具体的应用过程中出现的充不满现象、压过载现象、夹杂缺陷、气泡缺陷、冷隔缺陷及硬度超标缺陷等问题原因分析，并提出了具体应对措施和方法。

参考文献：
[1] 张永杰，运新兵.连续挤压铜银合金异型排充不满缺陷的研究[J].有色金属加工，2006（4）.。