挤压课件(自学完美版)

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
第一篇 挤压
一、概述 1 简介
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。
此外还有：卧式挤压、立式挤压等。
注：
1）冷、热变形应以合金的再结晶温度界定，如Sn、 Pb在室温变形也无硬化，属热变形；
2）冷、热挤压是挤压的两大分支，冶金工业中主 要应用热挤压，常称挤压；机械工业主要应用冷挤压。
4 基本特点
1）优点 A 可最大限度提高材料的变形能力，因此
可加工脆性材料；一次可进行大变形 B 可提高材料的焊合性，因此
铸造
缝 制 弯形 焊接
管带
拉拔
成 品
轧管 拉拔
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；
2）操作方便、适用范围广， 是目前最广泛应用的方法。
2）反向挤压 制品流出的方向与挤压杆的运动方向相反。
固定
））
））
空 心 锭
））
特点：
1）变形局限在模孔附近，大部分坯料与挤压筒间 没有相对运动，因此外摩擦小，能耗低、变形均匀 （组织性能均匀）；
2）操作不方便、制品的尺寸范围小；
3）制品表面质量差。
挤压时金属的流动规律十分复杂，且随挤压方法以 及工艺条件的变化而变化，现以生产中广泛使用的简 单挤压（单孔模正挤圆棒）过程为例进行分析。
1、简单挤压时金属流动的规律
按流动特性和挤压力的变化规律，可将挤压过程分为：
填充挤压阶段：金属在挤压杆（力）的作用下首先充满 挤压筒和模孔（金属主要径向流动），挤压力急剧升高；
固有的几何损失多（压余、实心头、切头尾），不 能通过增大锭重来减少 D 制品组织性能不均匀。
二、挤压时金属流动的规律
挤压时金属的流动规律，即筒内各部分金属体积的 相互转移规律对制品的组织、性能、表面质量以及工 具设计有重要影响。因此研究挤压时金属的流动规律 以及影响因素，可改善挤压过程、提高制品的性能和 质量。
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；
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
A 管材
挤压
无缝管 斜轧穿孔
管 材 有轧
挤压：对放在容器（挤压筒）内的坯料一端施以压力，使 之从特定的空隙（模孔）中流出而成型的塑性加工方法。
穿孔针 模
模座
欲完成挤压需有：
锁 键
1）产生动力的装置： 挤压机
P
））
2）传递动力、容纳
坯料控制制品尺寸和
形状的工具：
轴 筒 垫片 坯料 制品
轴、筒、模、穿孔针、 垫片、模座、锁键
过程：清理筒、装模、落锁键、送锭、放垫片、挤压、 抬锁键、切压余、冷却（润滑）工具、重复下一次。
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。
先进工艺：挤压 —— 轧管 ——（圆盘）拉拔 —— 联合拉拔
水平连铸管坯 —— 行星轧制 —— 拉拔
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
3 基本方法
根据变形温度分：热挤压、冷挤压和温挤压； 根据变形特征分：正（向）挤压、反（向）挤压、连续
挤压等。 方法有很多，但最基本的方法有以下两种： 1）正向挤压 制品流出的方向与挤压杆的运动方向相同。
特点：
1）存在较大的外摩擦（高温、 高压），导致能耗大、变形 不均匀（组织性能不均）,制 品表面质量好；
挤
压
终了阶段
力
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
挤压杆行程 填充阶段
基本阶段
基本挤压阶段：又称层 流挤压阶段，金属不发生 紊乱流动，即锭外（内） 层金属出模后仍在外（内） 层，挤压力稳中有降；
终了挤压阶段：又称紊 流挤压阶段，金属发生紊 乱流动，即外层进入内层， 挤压力上升。
B 棒、型、线材
棒、型、线
挤压 连铸连轧
Fra Baidu bibliotek型轧
拉拔
成品
挤压：适用于多品种、多规格、复杂断面；
连铸连轧：生产率、成品率高、能耗低（利用余热直 接轧制）；但品种、规格单一；
型轧：适于单一品种、大批量产品的生产。
发展方向：
中小棒材：挤压（轧制）圆盘坯料后联合拉拔出成品；
线材：多模、高速方向发展。
2 基本概念
可生产复合材料；粉末挤压；舌模挤压 C 材料与工具的密合性高，因此
可生产复杂断面制品；选择坯料自由度大 D 生产灵活（只需更换筒、模即可生产不同
的制品），制品性能高。
2）缺点 A 工具消耗大，产品成本高
工作条件：高温、高压、高摩擦，工具消耗大，原 料成本高，占制品成本35％以上 B 生产率低
挤压速度低、辅助工序多 C 成品率低