挤压与拉拔技术概述

合集下载

挤压拉拔

挤压拉拔

25.主要挤压工具:挤压模—用于生产所需要的形状、尺寸的制品。穿孔针(芯棒)—对实心 锭进行穿孔或用空心锭生产管材。挤压垫—防止高温金属与挤压杆直接接触,并防止金属倒 流。挤压杆—用于传递主柱塞压力。挤压筒—用于容纳高温锭坯。 26.★ 挤压模设计:挤压模的结构类型:挤压模可按模孔压缩区的断面形状、 挤压产品的品种、 模孔的数目、挤压方法及工艺特点、模具结构等不同形式进行分类。归纳起来可分为四大类: 整体模;拆卸模;组合模;专用模具。A)整体模:模子是由一块钢材加工制造成。广泛用于 挤压普通型材、棒材、管材。整体模按模孔压缩区的断面形状可分为 7 种:平模、锥模、平 锥模、双锥模、流线模、平流线模、碗形模。最常用的是平模和锥模。平模:挤压铝合金型 材、棒材,镍合金,铜合金管、棒材。 锥模:挤压铝合金管材,高温合金钨、钼、锆等。B) 组合模:生产内径较小的管材,各种形状的空心型材。舌形模:所需的挤压力较小,焊合室 中延伸系数大,主要用于挤压硬合金空心型材。但挤压残料较多。平面分流模:多用于挤压 变形抗力低、焊合性能好的软合金空心型材。残料较少。 27.单孔模设计:1)模角α :平模:α =90°。锥模:当 α =45°~60°时,挤压力最小;当 α =45°~50°时,死区很小,甚至消失。挤压有色金属时通常选择 α =60°~65°。2)工作 带(定径带)长度 hg:工作带长度的确定原则: 最小长度应按照挤压时能保证制品断面尺 寸的稳定性和工作带的耐磨性来确定,一般最短 1.5~3mm。最大长度应按照挤压时金属与工 作带的最大有效接触长度来确定。铝合金一般最长不超过 15~20mm。通常情况下:挤压轻合 金工作带长度为 2~8mm,常用 3~5mm。黄铜、紫铜、青铜为 8~12mm。白铜、镍合金为 3~5mm。 稀有难熔金属为 4~8mm。3)工作带直径 dg; 确定时应考虑标准允许的尺寸偏差、冷却收缩 量、 模孔尺寸的变化、 张力矫直时的断面收缩率等因素影响。 对于只考虑直径负偏差时: dg= (1+k)d0;式中:d0—棒材名义尺寸(六角棒为内切圆直径,方棒为边长) ,mm; k—综合 系数。黄铜、镁合金、纯铝及软铝合金,取 k=1~1.2%;硬铝合金取 0.7%;紫铜取 1.5%;青 铜取 1.7%。4)模孔出口端直径 dch:为防止划伤制品表面,一般 dch= dg+3~5mm5)模孔入 口圆角半径 r:r 的作用:防止低塑性合金挤压时产生表面裂纹;减轻金属在进入工作带时 产生的非接触变形;减轻高温挤压时模子入口棱角被压秃而很快改变模孔尺寸。r 的取值与 合金的强度、挤压温度及制品尺寸有关。 r 的取值:一般紫铜和黄铜取 r=2~5mm ;白铜取 4~8mm; 蒙耐尔合金取 10~15mm; 钢与钛合金取 3~8mm; 镁合金取 1~3mm; 铝合金取 0.2~0.5mm。 6)模子外圆尺寸 D:模子的外圆直径主要是依据挤压机的吨位大小来确定,并考虑模具外形 尺寸的系列化,便于更换、管理,一般在一台挤压机上最好只有 1~2 种规格。对于棒材、管 材、外接圆直径不大的型材和排材,一般取 D=(0.8~0.8材及排材,取 D=(1.15~1.3)D0。7)模子厚度尺寸 H:模子厚度主 要根据强度要求及挤压机吨位来确定,一般 H=25~70mm,万吨挤压机取 90~110mm。同样,模 子厚度也应系列化。8)模子的外形结构:正锥模—操作时顺着挤压方向装入模支承内,其锥 角一般为 1°30´~4°。倒锥模—操作时逆着挤压方向装入模支承内,其锥角一般取 6°。 28.多孔模设计应用范围:挤压直径较小的棒材、简单断面的小规格型材、线坯等时,为提高 挤压机生产效率,避免挤压比过大引起挤压力过高或挤不动等,造成锭坯过短,成品率太低

挤压与拉拔新技术

挤压与拉拔新技术

挤压与拉拔新技术静液挤压简介:挤压方式的一种。

通过凸模加压给液体,由液体将压力传给坯料,使金属通过凸模成形。

由于坯料侧面无普通挤压时存在的摩擦力所以变形均匀,可提高挤压变形量所需的挤压力也比普通挤压时小。

主要用于挤压大变形量的线材、型材或是挤压低塑性材料。

静液挤压所使用的高压介质,一般有粘性液体和粘塑性体。

前者如蓖麻油、矿物油等,主要用于冷静液挤压和500~600℃以下的温、热静液挤压;后者如耐热脂、玻璃、玻璃-石墨混合物等,主要用于较高熔点金属的热静液挤压(坯料加热温度在700℃以上的挤压)。

与普通挤压法一样,根据需要,静液挤压可在不同的温度下进行。

一般将金属和高压介质均处于室温时的挤压过程,称为冷静液挤压;在室温以上变形金属的再结晶温度以下的挤压过程,称为温静液挤压;而在再结晶温度以上的挤压过程,称为热静液挤压。

类型:静液挤压的类型按挤压时的温度不同可分为冷静液挤压和高温静液挤压两种。

(1)冷静液挤压在常温下进行。

布彼克等人研究的一种兼有拉线作用的线材静液连续挤压,就属于冷静液挤压,它的原理如图2所示。

被加工的线坯通过起拉伸作用和密封作用的入口模,在拉力和高压液体的共同作用下被挤出,借助于卷筒的不停转动,便可实现连续挤压。

采用这种方法生产线材,可使道次变形率大大超过拉伸极限。

冷静液挤压的主要缺点是设备结构与操作比较复杂,卷筒的传动部分在高压室外,需采用高密封技术,每次拉线前的准备时间较长。

(2)高温静液挤压使用的高压液体的温度超过金属的再结晶温度的静液挤压。

高压液体一般是动物油和矿物油,挤压温度可在300℃左右。

采用耐热油脂作为高压液体时,挤压温度最高可达到1000℃;但当挤压温度高于500℃时,通常不用耐热油脂,而使用金属氧化物或一些盐类作高压液体。

优点:摩擦小,变形均匀,模磨损小,材料处于高压介质中,有利于提高材料的变形能力,适用于低温大变形加工。

缺点:需要对坯料进行预加工,介质的填充和排泄,效率低,需要解决高压密封应用:粉体材料挤压热静液挤压同时具有热等静压和挤压成形两种功能,尤其适合于粉体材料的直接挤压成形。

挤压拉拔作业课件

挤压拉拔作业课件

挤压拉拔组合工艺实例
挤压拉拔组合工艺概述
挤压拉拔组合工艺是将挤压和拉拔两种工艺结合在一起, 通过一次或多次挤压和拉拔工序,得到最终所需形状和尺 寸的制品的工艺过程。
铝管拉拔组合工艺
铝管拉拔组合工艺是将铝棒先进行挤压,得到铝管坯料, 然后再进行多道次拉拔,得到最终所需的铝管制品。
铝管拉拔组合工艺流程
模具设计是根据产品形状和尺寸要求进 行设计,并确定拉伸力和模具结构。
拉拔模具设计
01
02
03
04
拉拔模具设计是拉拔工艺中的 重要环节,直接影响产品的质
量和生产效率。
模具设计需要根据产品形状和 尺寸要求,选择合适的模具材
料和结构形式。
模具材料应具备高硬度、高耐 磨性和良好的热处理性能,以 确保模具的使用寿命和产品质
铜线拉拔工艺流程
铜线拉拔工艺流程包括热处理、拉拔 、退火、涂层等工序,其中拉拔速度 和模具温度是影响铜线质量的关键因 素。
铜线拉拔
铜线拉拔是将铜杆通过拉拔机的模具 ,逐渐减小的孔径,从而得到不同直 径的铜线。
拉拔模具设计
拉拔模具设计也是拉拔工艺中的重要 环节,模具的材料、结构、研磨精度 等因素都会影响制品的质量和生产效 率。
05
挤压拉拔作业实例分析
挤压作业实例
挤压作业概述
挤压作业是一种将金属锭、坯料或半成品通过挤压机施加 压力,使其通过模孔变形,从而获得所需形状和尺寸的制 品的工艺过程。
铝型材挤压工艺流程
铝型材挤压工艺流程包括加热、挤压、矫直、锯切等工序 ,其中加热温度和挤压速度是影响铝型材质量的关键因素 。
铝型材挤压
量。
模具结构应简单、合理,易于 安装和拆卸,以提高生产效率

挤压拉拔知识点

挤压拉拔知识点

挤压:对放在容器中的钢坯一端施加以压力,使之通过模孔成型的一种压力加工方法。

正挤压特征:金属流动方向与挤压杆运动方向相同,钢坯与挤压筒内壁有相对滑动,二者间存在很大外摩擦。

正挤压三个阶段:开始,金属承受挤压杆的作用力,首先充满挤压筒和模孔,挤压力急剧上升。

基本,一般筒内的锭坯金属不发生中心层与外层的紊乱流动,挤压力随筒内锭坯长度的缩短,表面摩擦总量减少,几乎呈直线下降。

终了,管内金属产生剧烈的径向流动,即紊流,易产生缩尾,此时工具对金属的冷却作用,强烈的摩擦作用,使挤压力迅速上升。

填充系数:挤压筒内断面积与锭坯的断面积之比,指金属发生横向流动,出现单鼓或双鼓时的变形指数。

挤压比:挤压筒腔的横断面积与挤压制品总横断面积之比,指金属不发生横向流动时的变形指数。

粗晶芯:反挤压棒材纵向低倍组织上,沿中心缩尾边缘一直向前延伸,形成一个特殊粗晶区,叫。

死区:在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处的金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区。

死区产生原因:强烈的三向压应力状态,金属不易达到屈服条件。

受工具冷却,σs增大。

摩擦阻力大。

影响死区因素:模角,摩擦力,挤压比,挤压温度速度,模孔位置。

死区的作用:可阻碍锭坯表面的杂质、氧化物、偏析瘤、灰尘及表面缺陷进入变形区压缩锥而流入制品表面,提高制品表面质量。

终了挤压三大挤压缩尾及防止措施:挤压缩尾是出现在制品尾部的一种特有缺陷,主要产生在终了挤压阶段。

缩尾使制品金属不连续,组织与性能降低,依其出现部位有中心缩尾(当钢坯渐渐被挤出模孔,后端金属容易克服挤压垫上的摩擦力产生径向流动,将钢坯表面上常有的氧化物,偏析瘤,杂质或油污带入制品中心,破坏了制品致密性,使制品低劣)。

环行缩尾(出现在制品断面中间,形状为圆环。

堆积在靠近挤压垫和挤压筒交界处的金属沿着后端难变形区的界面流向了制品中间层)。

皮下缩尾(出现在制品表皮内,存在一层使金属径向上不连续的缺陷)。

措施:对锭坯表面进行机械加工~车皮。

挤压拉拔主要工艺流程

挤压拉拔主要工艺流程

挤压拉拔主要工艺流程挤压拉拔主要工艺流程挤压拉拔是一种常见的金属材料加工工艺,它是将金属坯料放入挤压拉拔机中,在受到一定压力的作用下,快速成型成所需要的形状。

挤压拉拔工艺涉及多个环节,包括前处理、挤压、拉拔、后处理和检验。

以下是挤压拉拔主要工艺流程以及每一环节的详细描述。

一、前处理前处理是挤压拉拔工艺的重要环节,主要包括材料选择、坯料切割、清洗和加热等步骤。

1. 材料选择材料的选择是前处理的第一步。

通常情况下,挤压拉拔工艺适用于各种金属,如铝、铜、钢铁等。

在选择材料时,需要考虑其化学成分、机械性能和加工性能等因素。

2. 坯料切割坯料切割是前处理的第二步。

通常情况下,坯料是根据所需尺寸和形状来切割的。

切割方式通常有锯切、剪切和研磨等,具体选择哪种方式取决于所需形状和尺寸以及材料的硬度和脆性等因素。

3. 清洗清洗是前处理的第三步。

在挤压拉拔过程中,金属材料表面容易粘附污物和灰尘等杂质,因此在加工前需要将其清洗干净。

清洗方式通常有机械清洗、化学清洗和水洗等,具体取决于材料种类和杂质的类型和数量等因素。

4. 加热加热是前处理的最后一步。

在挤压拉拔过程中,材料需要加热到一定温度以增加其塑性和可加工性。

加热方式通常有电加热、火炉加热和感应加热等,具体选用哪种方式取决于材料种类、形状和尺寸等因素。

二、挤压挤压是挤压拉拔工艺中最常用的加工方式之一,它是通过将加热后的坯料放入挤压机中,在受到一定压力的作用下,将坯料挤出成所需截面形状和尺寸。

挤压通常分为两种类型:直接挤压和间接挤压。

1. 直接挤压直接挤压是最简单和常见的挤压方式,它用于制备截面尺寸相对简单的轴类零件,如铝合金钢管等。

直接挤压的主要优点是生产效率高且成本较低。

2. 间接挤压间接挤压通常用于制备截面复杂、形状非轴对称的零件,如汽车零部件等。

在间接挤压中,坯料被置于模具中,并通过一定的力量将其挤出,形状和尺寸是由模具的形状决定的。

间接挤压生产效率较低,但是可以制备较为复杂的形状。

挤压与拉拔

挤压与拉拔

这种附加拉应力沿径向分布:外表面上的附加拉应力数值最大。 (由于外层金属最不易流动) 其沿轴向的分布: 挤压垫向模子处↑,到压缩锥出口增至最大。 (由横向线弯曲程度可看出,在垫片处弯曲程度最小)。 轴向基本应力为压应力,基本应力与附件拉应力叠加后的工作应力, 若为拉应力,则产生缺陷(产生横向裂纹)。 ③ 模孔形状和位置不同
3、金属流动分析 、 在挤压时,金属的流动不均匀性总是存在的,主要原因如下: ① 外摩擦存在,导致了不同部位的金属流动阻力不一样,外层的金属流动 比内层要大。 ② 锭坯各处温度不同,造成金属的变形抗力不一样。 锭坯温度不均匀原因: 锭坯温度不均匀原因: a、锭坯加热不均匀。 b、挤压筒温度过低,引起锭坯外部温降快。 当 锭坯外部温度低时,金属外层的抗力就大,不容易流动,挤压时, 会引起内部金属流动速度大于外部金属,由于金属是一个整体,外部金属 就承受内部金属给予的轴向附加拉应力。
死区产生原因: ③ 死区产生原因: 死区内金属由于受到工具的冷却作用,抗力越大,摩擦越大。 基段不参与流动,前端死区可阻止铸锭表面脏物流出,从而可提高 挤压制品的表面质量。平模前端死区>锥模,这是挤压棒时采用平模 的原因之一。 死区的作用: ④ 死区的作用: 尾端死区存在阻止了金属向中心的大量流动,有利于减少缩尾长度, 提高成材率。 生产中,除特殊情况外,严禁在挤压垫上涂润滑油,正是为了加强 尾端死区作用。 在快速挤压、润滑挤压、氧化膜厚(氧化膜起润滑作用)及金属 冷却快时,死区减少,制品表面质量变差。
2、应力应变(如下图所示) 、应力应变 σl— 轴向主应力。 σr— 径向主应力。 σθ— 周向主应力。 入口变形锥,出口变形锥。 轴向应力σl沿轴向,由挤压垫向模子方向逐渐减少;沿径向,边部大, 中心小,由于中心部分正对着模孔,由最小阻力定律可知流动阻力较存在 很大摩擦力的边部要小很多。

挤压拉拔第一讲

挤压拉拔第一讲

• 缺点: (1)几何废料损失大; (2)金属流动不均匀; (3)挤压速度低,辅助时间长; (4)工具损耗大,成本高。 • 1.1.3挤压生产的适用范围 (1)品种规格繁多,批量小; (2)复杂断面,超薄、超厚、超不对称; (3)低塑性、脆性材料。
• 1.2挤压的基本方法及特点 挤压的方法可按照不同的特征进行分 类,有几十种(见表1-1)。 最常见的有6种方法:正向挤压、反向 挤压、侧向挤压、连续挤压、玻璃润滑 挤压和静液挤压(见图1-2)。 最基本的方法仍然是正向挤压(简称 正挤压)和反向挤压(简称反挤压)。
• 7、挤压制品的质量控制 2课时 分析挤压制品的主要缺陷及产生原因, 提出消除或减少缺陷的措施。 • 8、拉拔概述 2课时 介绍拉拔的一般概念和拉拔法的特点, 管材拉拔的基本方法及其适用范围和对 制品质量的影响,拉拔技术的发展进步。
• 9、拉拔时的应力与变形 4课时 主要分析圆棒材、管材空拉、管材衬 拉等不同拉拔方法拉拔时的应力及变形 特点,分析了拉拔制品中的残余应力分 布状况,残余应力的危害及消除或减小 残余应力的主要措施。 • 10、拉拔力 2课时 分析了影响拉拔力的主要因素,介绍 了拉拔力的计算方法及有关计算式。
• 1.2.6 连续挤压 CONFORM连续挤压法是利用工具与 变形金属之间的摩擦力实现挤压的。由 旋转挤压轮上的矩形断面槽和固定模座 (挤压靴)所组成的环行通道起到普通 挤压法中挤压筒的作用。当挤压轮旋转 时,借助于槽壁对坯料的摩擦作用将其 送入模腔而实现挤压。适合于铝包钢线 等包覆材料、小断面尺寸的管材、线材、 型材等挤压成形。
• 1.3挤压技术发展进步 1797年,英国的布朗曼发明了挤压铅 管设备。 1894年德国的迪克制造出挤压黄铜管 的6MN立式挤压机。 1910年开始铝材挤压(主要用于航空) 1917年开始研究钢材挤压,直到1941 年塞茹内尔发明了玻璃润滑剂,实现了 钢材的热挤压。同时,镍合金、钛合金、 钨、钼等材料的挤压加工也得以实现。

第10章 挤压与拉拔(2010总9)

第10章 挤压与拉拔(2010总9)

表10-5 有色金属拉拔时的安全系数
拉拔 制品 的 品种 与规格 厚壁管 材、型 材 及棒材 薄壁管 材 和型材 不同直径的线材/mm
>1.0
1.0 ~ 0.4
0.4 ~ 1.0
0.10 ~ 0.05
0.050 ~ 0.015
安全系数 K
>1.35 ~ 1.4
1.6
≥1.4
≥1.5
≥1.6
≥1.8
图10.44 圆棒拉拔时断面坐标网格的变化
(2) 横向上的网格变化。 横向上的网格变化。 拉拔前为直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线, 拉拔前为直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线, 直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线 且其曲率由入口端到出口端逐渐增大,到出口端后不再变化。 且其曲率由入口端到出口端逐渐增大,到出口端后不再变化。说明 在拉拔过程中周边层的金属流动速度小于中间层 周边层的金属流动速度小于中间层。 在拉拔过程中周边层的金属流动速度小于中间层。随着模角和摩擦 系数的增大,这种不均匀性更加明显。 系数的增大,这种不均匀性更加明显。
材料成形工艺及控制 第三篇 塑性成形技术及工艺
第10章 金属挤压及拉拔工艺 章 (塑性部分9节-拉拔工艺) 自学部分
郑州大学 2011年 2011年5月13日 13日
10.5 拉拔理论及工艺
10.5.1拉拔的基本理论 拉拔的基本理论
1.拉拔工艺概述 拉拔工艺概述 1)拉拔的分类 拉拔的分类 在拉力的作用下,使金属坯料通过模孔, 在拉力的作用下,使金属坯料通过模孔,从而获得相应形状和尺寸制品 的塑性加工方法称之为拉拔,如图 所示。 的塑性加工方法称之为拉拔,如图10.42所示。 所示 拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法之一。 拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法之一。

挤压拉拔

挤压拉拔

填充系数:挤压筒内孔断面积与锭坯的断面积之比,指金属发生横向流动,出现单鼓或双鼓变形时的变形指数。

挤压比:挤压筒腔的横断面积与挤压制品总横断面积之比,指金属不发生横向流动时的变形指数。

粗晶环与粗晶芯:反挤压棒材横截面边缘只有较轻微的粗晶环,深度较正向挤压的浅得多,晶粒尺寸也小得多。

反挤压棒材纵向低倍组织上,沿中心缩尾边缘一直向前延伸,有一个特殊的粗晶区—粗晶芯,这是正挤压所没有的组织特征。

在挤压后期,在中心金属补充困难的情况下,模孔侧面金属夹持着沿堵头表面径向流动的金属进入棒材尾部中心,这部分金属受表面摩擦作用,在淬火后形成粗大晶粒。

前端难变形区~死区:在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处的金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区。

正挤压过程三阶段开始挤压阶段:金属承受挤压杆的作用力,首先充满挤压筒和模孔,挤压力急剧上深金属发生横向流动,出现单鼓或双鼓变形基本挤压阶段:①金属变形流动特点:不发生横向流动②挤压力的变化规律:随着挤压杆向前移动,金属不断从模孔中流出,挤压力几乎呈直线下降。

终了挤压阶段:①金属的横向流动剧烈增加,并产生环流②挤压力增加③产生挤压缩尾。

三大挤压缩尾的形成:1.中心缩尾:①筒内剩余的锭坯高度较小,金属处于紊流状态,径向流动速度增加。

②将锭坯表面的氧化物、油污等集聚到锭坯的中心部位。

③进入制品内部,形成中心缩尾。

随着挤压过程进一步进行,径向流动的金属无法满足中心部位的短缺,于是在制品中心尾部出现了漏斗状的空缺,即中空缩尾。

2.环形缩尾:①随着挤压过程进行,堆积在挤压垫与挤压筒角落部位中的带有各种缺陷和污物的金属会越来越多。

②挤压末期,当中间金属供应不足,边部金属开始发生径向流动时,这部分金属将沿着后端难变形区的边界进入锭坯的中间部位。

③流入制品中,形成环形缩尾。

挤压厚壁管材时,将形成内成层。

3.皮下缩尾:①死区与塑性流动区界面因剧烈滑移使金属受到很大剪切变形而断裂。

②表面层带有氧化物、各种表面缺陷及污物的金属,会沿着断裂面流出。

挤压与拉拔资料

挤压与拉拔资料

挤压与拉拔资料压力加工:借助外力使金属产生塑性变形进而形成各种尺寸、形状和用途的零件和半成品。

(不同于机加工)工业中广泛使用的零件一般通过下列方法获得:铸造,如轧机牌坊;铸造——机加工,如轧辊;铸造——压力加工,如钢轨;铸造——压力加工——机加工,如螺栓等。

重要用途的零件一般均需通过压力加工。

压力加工的主要方法有:轧制;挤压与拉拔;锻造与冲压主要产品有:板、带、条、箔;轧制管、棒、型、线;挤压与拉拔各种零件如车轴、饭盒、洗衣机筒等;锻造与冲压1)挤压与拉拔产品简介A 管材按截面形状分:圆管、型管如方、六角形管等;按合金种类分:铝管、铜管、钢管等;按生产方法分:挤制管、拉制管、焊管、铸管、盘管、无缝管等;按用途分:空调管、压力表管、波导管、锅炉管、输油管、冷凝管、天线管等;按性能分:M(退火态)、R(热态)、Y(硬态)、Y2(半硬态)、C(淬火态)、CZ(淬火自然时效态)、CS(淬火人工时效态)等;此外:翅片管、蚊香管等。

B 棒、线材棒材:D>6mm;分类与管材类似;大多是半成品,进一步加工成各种零件,如弹簧,螺栓、螺母等;线材:D<6mm;多以盘状供货,广泛应用于仪器仪表、电子电力部门,如电线电缆等。

C 型材非圆截面材,又称经济断面材(可提高材料的利用率);铝、钢型材较多;许多型材只能用压力加工法生产,如钢轨、变断面型材2)产品的生产方法产品的生产一般可分两步;坯料制取(开坯):充分利用金属在高温时的塑性对其进行大变形量加工,如热挤、热轧、热锻。

制品的获得:进行目的在于控制形状、尺寸精度、提高综合性能的各种冷加工,如冷轧、拉拔、冲压。

目前研究:近终形成形技术、短流程生产技术挤压:生产灵活、产品质量好,适用于品种、规格多、产量小(有色金属)的场合,但成本高、成品率低;斜轧穿孔:生产率、成品率高;成本低;但制品形状尺寸精度差;尺寸规格受限制;多用于产量大的钢坯生产,有色金属厂基本没有;铸造:产品的尺寸规格少、质量差、性能低;主要用于生产大尺寸、性能要求不高的产品如下水管;轧管:道次变形量大,几何损失少,适于难变形合金,能缩短工艺流程,也是提供长管坯的主要方法(使盘管生产得以实现),但形状、尺寸精度差;拉拔:是获得精确尺寸、优质表面和性能的主要方法;焊管:效率高、成本低,但性能、质量差。

第4章 挤压与拉拔设备

第4章 挤压与拉拔设备

穿孔装置形式:
– (1)内置式穿孔系统。
设置在主柱塞内部,不需要与主柱塞随动的行程。 主柱塞穿孔行程最短,只相当于挤压筒的长度。 由于穿孔缸是运动的,必须采用活动的高压导管,密封和维护比较麻 烦。 另一种内置式穿孔系统的卧式挤压机如图4—9所示,是活塞式结构, 穿孔杆靠青铜套导向,无穿孔动梁。
内置式穿孔系统的卧式挤压机(主 缸部分) 1一双作用活塞;2一缸衬;3一拧人针支承的 螺孔;4一密封装置;5一螺母
有独立的穿孔系统。 因有独立的穿孔系统,既可以用实心锭生产棒、型和管材,也可用空 心锭生产管材。
卧式挤压机按其挤压方法又可以分为:
– 正向挤压机 – 反向挤压机 – 联合挤压机(可实现正挤压或反挤压)
它们之间的基本结构没有原则性的差别。
挤压机的技术特性
挤压机的技术特性:
– – – – – 挤压力、 穿孔力、 挤压杆的行程与速度、 穿孔针的行程与速度 挤压筒的尺寸等。
图14—4 6MN立式挤压 机的结构 1一机架;2一主缸;3一 主柱塞;4一滑座;5一挤 压轴座;6一挤压轴;7一 穿孔针;8一挤压筒; 9一回程缸;10一回程 柱塞,1l一模具;12一滑 架;13一挤压筒调整装置
4.1.2 液压挤压机的本体结构
液压挤压机本体结构
– 机架(包括前梁、后梁、张力柱)
挤压机分类
– 按工作轴线的位置、结构类型、传动方式、加工方法及生产的产 品,可以分很多种类,如图4—1所示。
挤压机按其传动方式分为
– 机械式
曾用于挤压钢和冷挤压方面。 最大特点是挤压速度快。 但挤压速度是变化的、这对工具的寿命和制品性能的均匀性很不利, 因此应用有限。
– 液压式
在挤压领域使用最为广泛。 按工作轴线的位置分为

塑性成形工艺(挤压与拉拔)

塑性成形工艺(挤压与拉拔)
(2)将锭坯表面的氧化物、油污等集聚 到锭坯的中心部位。
(3)进入制品内部,形成中心缩尾。
随着挤压过程进一步进行,径向流动 的金属无法满足中心部位的短缺,于是在 制品中心尾部出现了漏斗状的空缺,即中 空缩尾。
B、环形缩尾
(1)随着挤压过程进行,堆积在挤压 垫与挤压筒角落部位中的带有各种缺陷 和污物的金属会越来越多。
变形(见图2-2)。其变形指数——用填
充系数λc 来表示:
λc =F0 / Fp
(2-1)
2.1.1.2挤压力的变化规律
随着挤压杆的向前移动,挤压力呈直
线上升。
图2-2 填充挤压时金属的变形
2.1.1.3金属受力分析(见图2-3) 图2-3 填充挤压阶段锭坯的受力状态
随着填充过程中锭坯直径增大,在锭 坯的表面层出现了阻碍其自由增大的周 向附加拉应力。
e、挤压速度v 挤压速度快,死区小;
f、金属的变形抗力σs 金属变形抗力 大,死区大;
g、 模孔位置 在多孔模挤压时,模 孔靠近挤压筒内壁,死区减小。
(4)死区的作用:
可阻碍锭坯表面的杂质、氧化物、偏析 瘤、灰尘及表面缺陷进入变形区压缩锥 而流入制品表面,提高制品表面质量。
B 、后端难变形区 产生原因:挤压垫的冷却和摩擦作用。
难点:挤压时的应力与变形分析,挤压缩 尾的产生机理,反向挤压时的挤压力变化 分析,反向挤压时的缩尾、纺锤体核组织、 粗晶芯与粗晶环 。
重要概念:填充系数,挤压比,难变形 区,死区,挤压缩尾,纺锤体核组织, 粗晶芯,变形区压缩锥。
目的和要求:掌握挤压过程三个阶段的 含义、挤压力的变化规律;填充系数的 意义及其对制品质量的影响;挤压时金 属的变形流动特点;挤压缩尾的概念及 产生原因。

第10章挤压与拉拔工艺

第10章挤压与拉拔工艺

重金属挤压比λ一般在4~90范围内选取,对组织与性能有一定要求的挤压 制品,挤压比一般不低于4~6。(变形程度=?)
第10章挤压与拉拔工艺
3.锭坯长度的确定 按挤压制品所要求的长度来确定锭坯的长度时,可用下式计算:
(10-1)
式中,L0—锭坯长度; D0—锭坯直径; Dt—挤压筒直径; Kt—填充系数, Lz—制品长度; LQ—切头、切尾长度; hy—压余厚度。
由于磷化膜层本身摩擦系数并不很低,为提高润滑效果,通常磷化后再进行 皂化处理。皂化是利用硬脂酸钠或肥皂作润滑剂,与磷化层中的磷酸锌反应 生成硬脂酸锌,俗称锌肥皂或金属肥皂的过程。典型的磷化-皂化处理工艺包 括除油-酸洗-磷化-中和-皂化-干燥等工序。
第10章挤压与拉拔工艺
10.5 拉拔理论及工艺
10.5.1拉拔的基本理论
1.拉拔工艺概述 1)拉拔的分类 在拉力的作用下,使金属坯料通过模孔,从而获得相应形状和尺寸制品 的塑性加工方法称之为拉拔,如图10.42所示。 拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法之一。
第10章挤压与拉拔工艺
•图10.42 拉拔工艺示意
第10章挤压与拉拔工艺
按拉拔时金属的温度分,在再结晶温度以下的拉拔是冷拔,在再结晶温 度以上的拉拔是热拔,在高于室温低于再结晶温度的拉拔是温拔。冷拔 是金属丝、线生产中应用最普遍的拉拔方式。热拔主要用于高熔点金属 如钨、钼等金属丝的拉拔。温拔主要用于难变形的合金如高速钢丝、轴 承钢丝的拉拔。 按拉拔制品的断面形状,可将拉拔分为实心材拉拔和空心材拉拔。实心 材拉拔主要包括棒材、型材及线材的拉拔。空心材拉拔主要用于圆管和 异型管材的拉拔。 按拉拔过程中金属同时通过的模子数分,只通过一个模子的拉拔是单道 次拉拔,依次连续通过若干(2~25)个模子的拉拔是多道次连续拉拔。

建大 华清 挤压拉拔 考点

建大  华清  挤压拉拔 考点

概念题:1、拉拔:在外力作用下,迫使金属坯料通过模孔,以获得相应形状、尺寸的制品的塑性加工方法。

2、挤压:就是对放在容器(挤压筒)内的金属锭坯从一端施加外力,强迫其从特定的模孔中流出,获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。

3、挤压缩尾:挤压快要结束时,由于金属的径向流动及环流,锭坯表面的氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部,具有一定规律的破坏制品组织连续性、致密性的缺陷。

4、死区:在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处的金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区。

5、粗晶环:许多合金(特别是铝合金)热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大的晶粒,这种粗大晶粒在制品中的分布通常是不均匀的,多数情况下呈环状分布在制品断面的周边上,故称为粗晶环。

6、残余应力:由于变形不均,在拉拔结束、外力去除后残留在制品中的应力。

7、粗化:许多合金(特别是铝合金)热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大的晶粒,比临界变形后热处理所形成的再结晶晶粒大得多,晶粒的这种异常长大过程称为粗化。

8、带滑动多模连续拉拔配模的必要条件:当第n道次以后的总延伸系数λn→k大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比γk→n,才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立,保证拉拔过程的正常进行。

9、带滑动多模连续拉拔配模的充分条件:任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。

10、挤压效应:某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金(如2A11、2A12、6A02、2A14、7A04等)挤压制品,经过同一热处理(淬火与时效)后,其纵向上的抗拉强度比其他加工(轧制、拉拔、锻造)制品的高,而伸长率较低,这种现象称为挤压效应。

简述题:1、影响管材空拉时的壁厚变化的因素有那些?各是如何影响的?2、挤压缩尾有那几种形式,其产生原因各是什么?3、锥形拉拔模孔由那几部分构成,各部分的主要作用是什么?4、对于存在着偏心的管坯,通过安排适当道次的空拉就可以使其偏心得到纠正。

挤压拉拔 课件 第11,12

挤压拉拔 课件 第11,12

Ⅱ) 按挤压时工艺特点分:热挤压、冷挤压、等温挤压、带润滑挤压 (指润滑挤压筒和挤压模)、不带润滑挤压等。
1.3 挤压工艺优缺点
与轧制、锻造相比,挤压法优点: (1)三向压应力强度大,有利于充分发挥金属塑性。 (2)可生产形状复杂的以及变断面的型材,管材。 (3)适用于生产小批量、多品种和多规格产品。 (4)制品表面质量好,尺寸精确,精度、光洁度比热轧要高。 (5)易形成自动化生产。
尾端死区作用。 在快速挤压、润滑挤压、氧化膜厚(氧化膜起润滑作用)及金属
冷却快时,死区减少,制品表面质量变差。
5、6学时
2、缩尾
① 概念:挤压缩尾(简称缩尾)是挤压生产中特有的一种制品缺陷。
② 危害:缩尾一般是在挤压过程中的末期,也就是挤压终了阶段(挤 压筒内的锭坯长度减少到变形压缩锥面)形成的。在缩尾中,常包含着 氧化物、油污脏物、有时还包括气体,它破坏了金属的致密性和连续性。 缩尾是一种严重的最终废品,必须严格防止混入成品材料之中。
这种附加拉应力沿径向分布:外表面上的附加拉应力数值最大。 (由于外层金属最不易流动)
其沿轴向的分布: 挤压垫向模子处↑,到压缩锥出口增至最大。 (由横向线弯曲程度可看出,在垫片处弯曲程度最小)。
轴向基本应力为压应力,基本应力与附件拉应力叠加后的工作应力, 若为拉应力,则产生缺陷(产生横向裂纹)。
③ 模孔形状和位置不同
λc尽可能小,以便减小填充挤压时变形量。 λc=1.05~1.10 一般锭坯的长度与直径之比≤3~4
若锭长/锭径=3~4中等,填充过程中会出现和够造一样的鼓形 (图a), 有可能出现“气泡”(表面裂纹焊合),“起皮”(表面裂纹 未能焊合)。
若大于3~4,则锭坯被压弯,流动复杂。
解决措施:梯温加热(主要为了挤压空气,靠近模子处的锭坯温度高, 易变形)和阶段变断面。

挤压与拉拔技术概述

挤压与拉拔技术概述
2.品种规格多样,生产灵活,适于少批量多品种复杂管 材、棒材、型材及线坯的生产;
3.产品尺寸精度和表面质量较高; 4.设备投资少,厂房面积小; 5.易实现自动化生产.
缺点
7.金属损失大,成材率低,且工具消耗大,生产成本高; 8.金属与工模具间摩擦系数大,金属在变形区内流动
不均匀,产品组织性能沿长度和断面上不均匀; 9.与轧制成型相比生产率低。
3.2.1 拉拔成型的特点和基本方法
是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)在外加 拉力的作用下,通过模孔以获得与模孔形状和尺寸相 同的实心或空心制品的塑性成型方法,称之为拉拔。
通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。 多用于冷加工丝、棒和管材,可生产极细的金属丝和
毛细管。
拉 拔 丝 的 直 径 : 6 ~ 0.001mm ; 拉 拔 棒 材 的 直 径 : 3 ~ 80mm
(a)空拉;(b)长芯杆拉拔;(c)固定芯头拉拔; (d)游动芯头拉拔; (e)顶管;(f)扩径拉拔
空拉 管坯内无芯头或芯杆的拉拔称为空拉。
➢ 管坯通过模孔后外径减小,壁厚一般略有变化。 ➢ 空拉适合于小直径圆管材、异型管材、盘管拉拔,
以及减径量很小的减径拉拔与整形拉拔。
长芯杆拉拔 ❖ 拉拔时在管坯内套入长芯杆,使管坯和芯杆同时通
过模孔以实现减径和减壁。 ➢ 长芯杆拉拔主要用于薄壁管或塑性较差的钨、钼类
管材的加工,一般管材生产中较少采用。
固定芯头拉拔(短芯头拉拔) ❖通过芯杆将芯头固定在模孔适当的位置,使管坯通
过模孔以实现减径和减壁。 ➢ 固定芯头拉拔管材的内表面质量比空拉时好。 ➢ 在实际管材生产中应用最广泛。
游动芯头拉拔 ❖ 在拉拔过程中,芯头依靠本身特有的外形所建立的力
❖ 出口直径不能过小,否则易划伤制品表面。

第八章--挤压和拉拔(冶)

第八章--挤压和拉拔(冶)
18
感谢您的阅读收藏,谢谢!
4
• 2、反挤压 • 反挤压:挤压时金属流动方向与挤压杆的运动
方向相反。 • 反向挤压法的特征是:除靠近模孔附近处之外,
金属与挤压筒内壁间无相对滑动,故无摩擦。
5
• 3.横向挤压法(径向挤压法) • 其模具与钢锭或钢坯轴线成90°安放,作用在钢锭或
钢坯上的力与其轴线方向一致,被挤压的制品以与挤 压作用力成90°方向由模孔中流出。
• 弧线形模一般只用于细线 的拉拔。而拉拔管、棒、
型及粗线时,普遍采用锥 形模。
•锥形模的结构如图,一般模孔 可分四个带,即:润滑带、压 缩带、定径带、出口带。
17
• 三、影响拉拔力的各种因素 • 1、被加工金属的性质 • 2、变形程度 • 3、拉拔模的模角α • 4、拉拔速度 • 5、摩擦与润滑 • 6、反拉力 • 7、其它因素 如振动等
挤压; • 按挤压温度分为:热挤压、冷挤压和温挤压; • 按坯料的性质分为:锭挤压或坯挤压、粉末挤
压和液态金属挤压等。
3
• 1.正挤压 • 正挤压:挤压时金属的流动方向与挤压杆的运
动方向相同。 • 正挤压法的最主要的特征是:金属与挤压筒内
壁间有相对滑动,故存在着很大的外摩擦。正 挤压是最常用的挤压法。
9
• 三、挤压效应 • 某些工业用铝合金,挤压制品与其它加
工制品(如轧制、拉伸或锻造等)经相 同的热处理(—淬火与时效)后,前者 的强度比后者高,而塑性比后者低。这 一现象称挤压效应。
10
• 表列出几种铝合金采用不同方法热加工后进行 淬火时效热处理,所测得的抗拉强度值。
11
• 四、影响挤压力的因素 • 1、挤压温度的影响 • 2、坯料长度的影响 • 3、变形程度的影响 • 4、挤压速度的影响 • 5、模角的影响 • 6、摩擦的影响 • 此外,还有制品断面形状以及挤压方法等。

有色金属的挤压拉拔

有色金属的挤压拉拔

挤压定义;对放在容器(挤压筒)中的金属,一端施加压力使锭坯金属通过模孔流出成型的一种加工方式称为挤压正向挤压;金属流动的方向与挤压杆运动的方向一致特征;锭坯与挤压筒内壁间存在相对滑动故外摩擦大压余定义;为了防止挤压后期锭坯表面脏物进入金属内部而将坯料的一小部分留在挤压筒内,这部分金属被称为压余实心材反向挤压特点;比正向挤压的挤压力60%~70%金属流动集中在模口附近所以变形较均匀压余少生产效率空心材反向挤压特点;废料成品率高管长度受限管材易偏心挤压特点;1比轧制具有更为强烈的三向压应力状态金属可发挥其最大塑性2变形能力大挤压比筒的断面积/制品断面积一般50以上挤压比达1000以上3生产具有较大的灵活性在台设备上可生产多种4产品尺寸精确表面质量好5易实现自动化封闭化生产缺点:1金属固定废料损失大2加工速度低3制品的组织行性能在横纵向差别大4工具损耗大模筒损耗大金属流动:按金属流动特征和挤压变化规律分三阶段1填充挤压阶段2基本挤压阶段3终了挤压阶段利用坐标网格法说明金属流动由图可知挤压后网格线发生变形弯曲说明金属流动不均即存在不均匀变形1横向线;①挤压不过的横向凸向挤压方向因为筒壁模后摩擦阻力使边部的金属流动滞后于中心层②凸向模后横向线越靠近模口弯曲越大在模口处达到最大说明中心层金属与外层金属存在流速差在模口处达到最大2纵向线;纵向在进出变形区时发生了方向相反的两次弯曲其弯曲角有外到内逐渐变小说明在纵向的变形不均匀挤压变形区;分别连接纵向线的两次折点形成两曲面由他们组成的区域称为变形区3挤压后的坐标网格也存在畸变中间的方格变成矩形边部的方格变成近似的平行四边形说明外层金属除受到周边压缩轴向延伸外还存在附家剪切变形由内到外逐渐增大由前到后逐渐增加4存在两个难变形区和一个细颈区①位于挤压筒和模交界角落处的前端难变形区②位于垫片处的后端难变形区③纵向线子在进入变形区前距垫片不远处发生明显向内弯曲形成细颈死区;1死区的位置:即位于挤压筒和端模交界角落处的前端难变形区2形成原因:铸锭前端受到模端面摩擦阻力作用阻碍这部分金属流动又因挤压筒与模的共同冷却作用使该区金属塑性降低强度升高不易流动因而形成前端难变形区即死区3死区作用;对提高制品表面质量有利因为死区的顶部能阻碍铸坯表面的杂质及缺陷进入变形区流入制品表面对于挤压状态交货不用进行加工的制品一般采取平模挤压 4死区的影响因素;1模角;模的轴线与工作端面的夹角0~90 α↑死区↑2摩擦状态f↑死区↑3挤压比↑死区↑4挤压温度 t↑f↑温差↑死区金属强度高不易流动死区↑5挤压速度 v v挤↑v流↑冲刷↑死区↓减少缩尾的措施1选择适当的工艺条件改善金属流动不均减少坯料尾部径向流动2进行不完全挤压在可能出现缩尾是停止挤压压余;为坯料直径的10~30% 3脱皮挤压垫片直径小于筒内径1~4mm 4机加工锭坯表面影响金属流动的因素;1接触摩擦与润滑的影响2金属强度3工具与锭坯温度 4工具结构与形状的影响5变形程度与挤压速度的影响挤压力;挤压杆通过垫片作用到锭坯上使之从模孔流出的压力挤压力的影响因素;1挤压温度与变形抗力2变形程度,挤压力与变形程度成正比3挤压速度 4摩擦f↑p挤↑ 5模角(α↑流动不均↑金属所需变形功↑p挤↑反之)组织的不均匀;一般横向上中心晶粒粗大外层的细小纵向上前端的粗大后端的细小从前到后内外层晶粒大小差异逐渐变小成因;1主要是由于不均匀变形引起的2挤压温度和挤压速度的影响3相变引起的组织不均匀性挤制品的层状组织;挤制品折断后呈现出与木质相似的断口分层的断口凹凸不平并带有裂纹各层分界面平行于轴线这种结构的组织称层状组织也叫片状组织成因;铸锭中存在大量的微小气孔缩孔或在晶界上分布未能溶解的第二相质点或杂质挤压时被拉细拉长从而出现了层状组织部位;出现在制品的前端由于挤压后期变形程度大紊流加剧从而破坏了杂质薄膜的完整性是层状组织不明显措施;减少铸锭的柱状区扩大等轴区同时使晶间杂质减少或分散挤制品的粗晶组织;许多成分复杂的合金挤制品在热处理后常在制品的尾部靠外层出现粗大的晶粒组织又称粗晶环粗晶环的分布规律;1单模孔挤压棒材均匀分布在尾部周边上2多模孔挤压棒材靠近筒壁局部周边上3型材或异性棒材分布极不均在型材的角部后转角区影响粗晶环的因素;1合金元素2铸锭均匀化3挤压温度4挤压筒温度5淬火时加热温度6应力状态挤制品的性能;1挤制品性能的不均匀性①对于未经热处理的实心棒材硬合金内层和前端的强度低而外层和后端的高强度延伸率的变化是内层前端高外层后端低软合金内层前端的强度高延伸率低外层和后端强度低延伸率高②不同变形程度时的机械性能的不均匀性③制品在横向纵向的性能差异④某些制品的粗晶环会使性能降低⑤纯金属制品无论是在横向还是纵向上性能差异很小挤压效应;某些工业用铝合金经同一热处理即淬火时效后与其他加工制品相比发现制品在纵向上的抗拉强度高而延伸率低这种现象称为挤压效应周期裂纹;某些合金挤压时表面常产生一些裂纹这些裂纹大多外形大小相同距离相等呈周期分布称为周期裂纹原因;随着金属流向出口轴向主压应力下降但轴向附加应力增加而在金属内部的附加应力与轴向主应力叠加后工作拉压力增加能量逐渐积累当工作拉应力达到金属在该温度条件的抗拉强度是则产生裂纹应力消失能量释放新一轮的积累重新开始消除措施;1制定合理的温度速度规程∵σ工作拉>σb而σb与t有关裂纹产生临界温度t与v挤有关2增大变形区内的轴向主应力σ1 σ1↑叠加后的v工作拉↓3润滑筒模或采用锥模以减少不均匀变形4采用挤压新技术模的结构(单模孔锥模)1模角;模的轴线与模端面夹角α2工作带hg 作用;稳定制品尺寸保证制品的表面质量3工作带直径dg 4出口带直径dch 5入口圆角半径r6模外圆直径D与厚度H 拉拔;在外力作用下迫使金属通过模孔以获得相应的形状尺寸的塑性加工方法称为拉拔拉拔的分类;1实心材拉拔(棒线型)①普通模拉拔;用带有与制品的断面形状尺寸相同的模孔的拉模进行拉拔②辊模拉拔;坯料从两个或者4个自由旋转的辊的间隙中拉出可增加到次压下率减少能耗工具磨损2空心材拉拔①空拉拉拔时管坯内不放芯头通过模孔后外径减小壁厚有变化特点;经过多道次空拉的管材内部表面粗糙严重时产生裂纹应用;小直径的管材异型管盘管的成型拉拔及减径量很小的减径或整形拉拔②长芯杆拉拔;将管坯自由的套在表面抛光的芯棒上使芯棒与管坯一起被拉过模孔实现减径减壁特点;到此加工率大适用于薄壁管及塑性较差的钨钼管脱杆麻烦③固定短芯头拉拔;将带有短芯头的芯杆固定管坯通过模孔实现减径减壁特点;管的内表面质量好应用广泛不能生产细管长管④流动芯头拉拔芯头靠自身的特殊形状和拉拔时建立的力平衡斯使其稳定与模孔中特点;适用于长管盘管生产拉拔难度大工艺和技术要求高⑤顶管法;又称艾尔哈特法将芯棒套入带底的管坯使管坯同芯杆一同由模孔中顶出特点;适用于大直径的管材生产⑥扩径拉拔;拉拔后直径增加壁厚和长度↓特点;适合受设备能力限制而不能生产大直径管材是采用拉拔法的优缺点;1拉拔制品的尺寸精确表面光洁2生产工具与设备简单维护方便可在一台设备上生产多种品种与规格的制品3拉拔道次变形量和两次退火间的总变形量受拉拔应力限制4适合连续生产断面非常小的长制品金属的流动采用坐标网格法;将棒材剖开画方格格内画内切圆分析1纵向网格的变化①轴线上的正方格变成近似矩形内切圆变成椭圆说明变形时轴向延伸周边压缩②周边层的正方格变成平行四边形内切圆变成斜椭圆它的长轴线与拉拔轴线交角由入口端到出口端↓说明周边上的方格除受到轴向拉伸轴向径向压缩外还产生剪切变形这是由于金属在变形区内受到正压力与摩擦力的作用在其合力方向产生剪切变形2横向网格变化①横向线进入变形区开始变成凸向拉拔方向的弧形线表明平的横断面变成凸向拉拔方向的球形面而且弧形的曲率润滑↓莫参数有入口到出口↑到出口后不再变化说明周边层的金属流动小于中心层随模角↑摩擦系数↑这种不均匀流动更明显②同一横断面上椭圆长轴线与拉拔轴线的交角由内到外↓说明同一断面上的剪切变形不同周边大于中心综上所述实心板材拉拔时周边层的变形大于中心层因为除了周边压缩轴向延伸还存在弯曲变形和剪切变形减径空拉;一般管壁厚已接近成品管而外径却大于成品管而采用的一种拉拔方式整径空位;在最后一道次为了控制成品管的外径尺寸公差而采用的减径量0.5~1mm以内定性空拉;用于异型管拉拔一般先将管坯拉拔到成品管的壁厚和一定外径然后在用异型模铜鼓几道空拉使管子获得所需的形状空拉时应力分布;两压一拉的应力,两压一伸后一压两伸的变形空拉时变形区及变形特点;变形区三阶段:与棒材相似、ⅠⅢ为弹性、Ⅱ为塑性变形区。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

3.2.1 拉拔成型的特点和基本方法

是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)在外加 拉力的作用下,通过模孔以获得与模孔形状和尺寸相 同的实心或空心制品的塑性成型方法,称之为拉拔。
通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。 多用于冷加工丝、棒和管材,可生产极细的金属丝和 毛细管。
拉拔丝的直径:6~0.001mm;拉拔棒材的直径:3~80mm
下,使金属坯料连续不断地送入挤压机,获得无限长 制品的挤压方法。
复合挤压 冷挤压时金属沿挤压杆和挤压筒之间的 静液挤压 利用封闭在挤压筒内坯料周围的高压液
体,迫使坯料产生塑性变形,并从模孔中挤出的加工方 法。
空间以及挤压模孔两个相反方向同时流动的挤压方法。
3.1.2 挤压成型过程
挤压成型过程
——包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段
空心管材拉拔的基本方法
(a)空拉;(b)长芯杆拉拔;(c)固定芯头拉拔; (d)游动芯头拉拔; (e)顶管;(f)扩径拉拔

空拉
管坯内无芯头或芯杆的拉拔称为空拉。

管坯通过模孔后外径减小,壁厚一般略有变化。
空拉适合于小直径圆管材、异型管材、盘管拉拔, 以及减径量很小的减径拉拔与整形拉拔。

生产工艺流程——属于冷加工
坯料准备→酸洗→轧头→拉拔→退火→酸洗→精整→检验→入库

工艺参数
1.变形量λ
用延伸系数表示,即 λ=l/L=F0/F,
F0、F为材料拉伸前、后的横截面积;
L、l为材料拉伸前、后的长度。
通常 λ=1.5~2.2。
1.变形量λ
对于管材可用减径量(△D)或减壁量(△S)表示:

拉拔管材外径:200~0.1mm,壁厚最薄到0.01mm

拉拔加工方法按制品种类分为实心材拉拔和空心材 拉拔。
实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。 空心材拉拔主要包括圆管及异型管材的拉拔。

拉拔示意图
典型拉拔异型材的横截面形状
拉拔成型的特点
1)拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁Ra≤0.01微米; 2)投资小,生产工具和设备简单,操作维护方便;
4)出口直径dc

2.挤压轴

作用:将挤压力传递到金属体,使之产生塑性变形 从模孔中流出。
挤压轴直径根据挤压轴的抗压强度和压弯稳定性进 行计算确定。 一般,卧式挤压机挤压轴比挤压筒内径小4~10mm


立式挤压机挤压轴比挤压筒内径小2~3mm。

卧式挤压机挤压轴工作长度等于挤压筒长度加 5mm 余量。
定径带长度过短,模子易磨损,制品产生压痕和椭圆. 定径带长度过长,易粘结金属,制品产生毛刺和麻面.


3)定径带直径dd

根据制品尺寸及偏差、模子裕量系数、模子的寿 命确定定径带直径dd。
模子的出口段主要作用是导出制品。 出口直径不能过小,否则易划伤制品表面。 一般dc > dd 取3~5mm,薄壁管材取10~20mm
典型挤压材的横截面形状
挤压成型的基本方法

按金属流动方向及变形特征:正挤压、反挤压、
侧向挤压、连续挤压、复合挤压及特殊挤压(静液
挤压等)

按挤压温度:热挤压--(在冶金工业应用) 温挤压、冷挤压--(在机械工业应用)

按润滑状态:玻璃润滑挤压、静液挤压 按制品种类:管材挤压、棒材挤压、型材挤压
3)制品强度较高;
4) 道次变形率小,成型道次多,酸洗、退火工序多, 成材率较低; 5) 适于生产小断面的长线制品,生产可实现连续化和 高速化。
拉拔成型的基本方法
按制品截面形状分为:

实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。
空心材拉拔主要包括管材、空心异型材拉拔。
管材拉拔的基本方法——空拉、长芯杆拉拔、固定 芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管法、扩径拉拔。
α= 90°为平模;
从挤压力的角度,合理模角为45°~ 60°;
从保证产品质量的角度,合理模角为55°~70°
通常取60°~ 65°
2)定径带及定径带长度hd

模子中用于保证制品的尺寸和表面质量的工作段称 为定径带,又称工作带。 定径带长度主要影响制品的表面质量和形状精度, 通常根据材质和规格采用经验法选取。

挤压比:挤压筒与模孔断面面积的比,λ=F0/F
通常挤压比为6~100, 一次挤压的棒、型材 λ>10, 锻造用毛坯 λ>5, 二次挤压用毛坯 λ可不限。
3.1.4 挤压成型工艺

基本工艺流程
坯料准备→加热→挤压成型→精整→检验→入库
精整主要包括:热处理、矫直、剪切等。
由于材质、坯料种类、制品品种以及挤压方式的不 同,其工艺流程有所区别。
△D=dH-dh
△S=SH-Sh
dH、dh和SH、Sh分别为减径和减壁前后之内径和 壁厚。
2.安全系数K
拉拔过程中,金属受到拉拔力的作用,金属内部沿 长度方向呈拉应力状态,当应力值超过金属的抗拉 强度时,就会出现拉断或局部产生缩颈现象。
挤压比-挤压筒与模孔断面面积的比,λ=F0/F
挤压润滑:
润滑目的——为了使挤压时金属流动均匀,提高制品表面
质量,延长挤压工具的使用寿命和降低挤压力,减少能量 消耗,在挤压时应对挤压筒、挤压模、穿孔针进行润滑。
挤压铝合金使用的润滑剂:汽缸油+石墨等 挤压重金属使用的润滑剂:45号机油+片状石墨等 挤压钢、镍、钛等合金时目前大多采用玻璃润滑剂。


拉拔一般在冷状态下进行,对强度高、塑性差的合 金钢和钼、铍、钨等采用温拔和热拔。 对于具有六方晶格的锌、镁合金为提高塑性也采用 温拔。

3.2.2 拉拔成型工具

拉拔工具主要指:拉模(模子)、芯头/芯杆
1.模子 2)基本类型:普通拉模和圆弧拉模
3)普通拉模的结构:
1)作用:使金属产生塑性变形并获得模孔形状和尺寸。

开始挤压阶段
挤压初始锭坯与挤压筒存在间隙,锭坯在挤压轴的 压力作用下发生鼓形变形而形成封闭空间,随后金 属向间隙处流动充满挤压筒,同时部分金属流入模 孔,这一阶段为开始挤压阶段,又称充填挤压阶段。

基本挤压阶段
开始挤压阶段完成后,锭坯在挤压轴的压力作用下, 由模孔流出形成制品,直至筒内锭坯长度接近变形 区压缩锥高度,这一阶段为基本挤压阶段,又称平 流挤压阶段。
④强烈的摩擦发热限制了挤压速度的提高,加剧了模具 的磨损,降低了生产率和产品表面质量。
⑤挤压时更换模具简单、迅速,所需辅助时间少。
反挤压
金属流动方向与挤压轴运动方向相反。
反挤压特点: ①反挤压时金属坯料与挤压筒壁之间无相对滑动;
②挤压力小,一般比正挤降低30%~40%,能耗低;
③金属流动主要集中在模孔附近的领域,制品的组织性 能沿长度是均匀的; ④操作较为复杂,间隙时间较正挤压长,且制品质量的 稳定性不足。
在实际管材生产中应用最广泛。



游动芯头拉拔
在拉拔过程中,芯头依靠本身特有的外形所建立的力 平衡而被稳定在模孔中,使管坯通过模孔以实现减径 和减壁。 该法是管材拉拔中较为先进的一种方法,特别适合于 长管与盘管拉拔,对于提高拉拔生产率、成品率和管 材内表面质量均十分有利。 但与固定短芯头拉拔相比,游动芯头拉拔的工艺条件

挤压时金属坯料受到三向压应力,有利于低塑性 金属变形(脆性材料变形)。 挤压多用于生产有色金属及合金的棒材、薄壁和 超厚壁复杂断面型材和管材,高合金钢材及低塑 性合金钢材。冷挤压也用于生产机械零件。

挤压成型的特点
优点
1.挤压时金属坯料受到三向压应力,适于低塑性材料 成型加工;一次可给予金属材料大的变形。
3.挤压筒


作用:使锭坯产生塑性变形,并向模孔流动。
挤压筒内径根据制品的变形抗力、挤压比和挤压力 确定。 挤压筒内径最大值应保证单位挤压压力不小于金属 的变形抗力; 最小值应保证挤压轴的强度。


挤压筒长度Lt =(L +l)+ t + s
L——锭坯的最大长度;
l——长度为锭坯穿孔时金属向后流动增加的; t——模子进入挤压筒的深度; s——垫片厚度。

挤压工艺参数
坯料准备-包括坯料材质、种类、规格的选择和检 查,表面处理和预先热处理(如预退火、均匀化退 火等)。
挤压速度V挤--金属流出速度V流= λV挤 变形速度--最大主变形与变形时间之比,也称应 变速度。

挤压工艺参数
挤压温度- 根据三图“合金状态图、塑性图、再结晶图”
使金属具有最好的塑性及较低的变形抗力,同时保 证制品获得均匀良好的组织性能等。 由于挤压变形热效应大,一般挤压温度比热轧的温 度低些。
挤压过程中,锭坯任一横截面上的金属质点皆以相 同速度或一定的速度差流入变形区压缩锥。

终了挤压阶段
筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度的挤压阶段, 这一阶段锭坯的外层金属向中心剧烈流动,两个 难变形区中的金属向模孔流动,形成挤压所特有 的“挤压缩尾”。
有:中心缩尾、环形缩尾和皮下缩尾三种类型。
采取“压余”措施:留一部分金属在挤压筒内不全部挤出, 使缩尾不流入制品中。
挤压与拉拔技术概述
3.1 挤压生产
3.1.1 挤压成型的特点和基本方法 3.1.2 挤压成型过程
3.1.3 产
3.2.1 拉拔成型的特点和基本方法
3.2.2 拉拔成型工具 3.2.3 拉拔成型工艺
3.1.1 挤压成型的特点和基本方法
定义 挤压就是采用挤压轴(凸模)将放在密闭的挤压 筒(凹模)内的坯料压出模孔而成型的塑性加工 方法。
工业上常用的挤压方法
(a)正挤压;(b)反挤压;(c)侧向挤压;(d)玻璃润滑挤压; (e)静液挤压;(f)连续挤压
相关文档
最新文档