铝、铜材连续挤压工艺

铝、铜材连续挤压工艺

2.7铝、铜材连续挤压工艺

2.7.1铝及铝合金连续挤压工艺目前国外铝及铝合金连续挤压工艺虽然已臻

成熟，但是关于生产工艺的具体报导却很少。

2.7.1.1 连续挤压工艺流程铝及铝合金连续挤压工艺工艺流程如下：

铝杆坯-矫直一超声波清洗一热水洗一吹干(或烘干)一连续挤压一冷却一

盘状制品卷取张力导线直条制品矫直剪切—检验—包装入库

2.7.1.2 生产工艺的简要说明国产LJ300CONFOR机工艺试验研究使用的铝及

铝合金杆坯有10.伽的L2连铸连轧盘杆，每盘重约一吨.10伽的LF2和LD31铝合金挤压杆，每根长约30米。连铸连轧盘杆的椭圆度较大，表面比较粗糙，且油污、灰尘等脏物也较严重。挤压杆形状、尺寸均比较精确、表面洁净度也较好。

(1) 铝杆存入放线盘架后，经过多辊交叉矫直机进行矫直，使弯曲度小于2mm/m

以便能平直、顺利地通过超声清洗装置，不致被自重度刮伤表面或卡住。(2) 超声清洗：目的是除去铝杆表面的油污，氧化脏物等，清洗温度为65±5 C,超

声振子频率为19± 3KH2共20个，总功率为500~1000VA清洗时间为2~5秒。

(3)热水洗：目的是通过热水漂洗除去铝杆表面残留的清洗液，以免侵蚀挤压工具和带入制品内，水洗温度为 65±5 C,时间为2秒左右。(4) 吹干：目的是吹干铝杆表面的水迹，不使被带入挤压型腔内，挤入制品内产生气泡等缺陷。

(5) 连续挤压：挤压铝及铝合金时，挤压轮与挤压靴之间的间隙量调节为

0.8~1.2mm左右，挤压温度和挤压速度视挤压合金与挤压制品而异(见表2-2)。(6) 冷却：制品挤压后，经水冷槽直接水冷至40 C左右，方可进入张力导线架

送至卷取机，以免导线与卷取过程中再度产生形变。(7) 张力导线：导线时的

张力大小依冷态管、线制品的合金牌号、品种规格而异，一般控制张力使之发生1%左右的附加延伸量为宜。(8) 卷取(9)检验(10)包装入库2.7.1.2 主要设备参数介绍(1)主电动机电机功率：0/57.5/115kw

电机转速：0/750/1500r.p.m 电机重量：670kg

(2) 主减速机减速比：44.872 最大传递功率：145kw平衡散热功率：170kw润

滑方式：浸油润滑冷却方式：自然冷却重量：1100kg

⑶主轴系统横向预加负荷：4000kN主轴最大连续扭矩：32.8kN.m主轴最大

启动扭矩： 49.2kN.m

最大扭矩持续时间：30秒主轴轴承容量：1840kN轴承润滑油流量：8升/分挤压轮名义外径：书300mm挤压轮重量：32kg （4）挤压靴体对于型材：最大外接圆直径，书90mm对管料：最大外接圆直径，书50mm对棒材：最大外接圆直径，书60mm靴体定位靠顶紧力及背压紧力实现：靴体顶压紧预加负荷：330kN;靴

体背压紧负荷（最大）： 2262kN 2.7.2 铜的连续挤压特征铜的连续挤压 [7,67] 与铝连续挤压是很不相同的。当铝及其合金连续挤压问题解决之后，既积累了资料，也使工艺更加合理。然后重点便集中到了生产操作与这一技术的进一步开发上。研究发现，铜和铝的连续挤压工艺互不相同，每次喂料改变时，都伴随必要的改变与调整。实验过程中用另一种金属来代替原挤金属时，相应的系列问题就出现了。挤压铝坯料时，由于咬入段与坯料间有很高的摩擦系数，铝易粘附于轮槽和工具表面，实际所需的咬合长度很短。但铜不能粘附于工具表面，所以铜的咬合长度比铝的要长。2.7.2.1 设备其基本原理与铝的连续挤压相同。支撑在靴块上的堵头插入凹槽内，成为挤压筒的底部。当坯料遇到堵头受阻后，坯料与凹槽间的摩擦力所产生的轴向应力最初引起坯料发生塑性变形，完全充满凹槽，这时，由于挤压轮继续旋转，摩擦力继续增加，使被挤压金属材料上产生足够的压力，通过堵头中间或附近的模孔而挤出。由于铜不能粘附于工具表面，所以铜的咬合长度比铝的要长些，只要有足够的咬合长度，便可在堵头处产生足够的压力，将铜以高达 30:1 的挤压比挤出。在早期的设计中，靴子的自由端被供调整用的偏心轴上的极大的连杆所顶住，后来发现在挤压铝时使用得很满意的这种布置，由于铜挤压产生的更大的负荷，因刚性不够而弯曲。靴块通过一液压缸被推进或推出，以便更换模子和维修工具。 2.722 挤压轮CONFORMS

轮槽和靴子在接近模子的区域形成一个挤压筒，挤压时经受试图使凹槽两侧壁分离的载荷的作用。在整体结构的轮子中，随着轮子的旋转，将导致凹槽的根部和拐角处产生很高的应力，从而导致挤压轮的热疲劳开裂。需通过轴端液压螺母所产生的轴向预压力，提高使用寿命。侧板中心轮预压 633吨图 2-28 组合式挤压轮结构与组装图组合式挤压轮液压螺母产生的压缩应力必须是足够大的（如图 2-28），以使轮子组合件之间有足够高的接触应力，防止在它们之间有坯料的挤入，这可以通过调整圆盘间预压力来实现。在早期实验期间接触压力

定为1,080Mpa,此值与该系统设计时所依据的最大挤压力相同，由于堵头前的压力不会超过此值，因此在轮盘之间也就不会出现坯料的挤出。事实上正是如此，由于挤压过程中产生的热量使挤压轮此轴上的温度高，三件组合结构中的中间圆盘，由于不同的膨胀而引起内应力的增加，其上应力将超过其屈服应力。工作温度引起屈服应力降低，恶化工作状态。特别是对中间圆盘，它的工作温度比两侧盘高。后者截面越厚，热扩散也较好。进料槽的构件的变形导致进料槽宽度减少，使坯料顺利喂入进料槽带来了问题。根据测量计算，热膨胀产生了309Mpa 的附加接触应力（足够超过轮子材料的屈服极限），在装配时将接触压力调整到 772Mpa可以消除以上述问题，稳定进料槽宽度。无论如何，必须预热挤压轮，否则在升温期间将出现坯料挤入轮子之间，轮槽宽度增加，减少对坯料的咬入力。2.723 工艺喂入坯料是具有高传导性的直径为© 9.5mm 的铜杆，使用的挤压比已从 2.5:1 上升到 20:1 ，能挤出产品。因为挤压过程取决于铜与钢的摩擦力，所以坯料对于进料槽的过盈配合是必需的。实验证明，最少 0.15mm 或最好取

0.3mm对于避免出现爬行现象而引起制品速度变化是必需的，因此，喂料的屈服应力愈高，则使坯料变形进入进料槽的负荷就越大。坯料的一个重要的参数

是外径，横断面形式的一些变化是允许的，除非其最小直径与凹槽间的过盈量低于允许的最小值。已经发现使用热轧后的坯料最合适，因为有一个精整过程，其截面更为圆些，这使挤压过程中的异常操作的可能性减到最小。为了帮助坯料进入凹槽，在入口安装了一个送料辊，并事先使用了一个喇叭形入口的垫块，目的是降低入口点及垫块上的摩擦。通过安装送料辊，使坯料沿着小直径的辊子而不是沿着垫块喂入，直到第二个块上时，坯料才与之接触。确定送料辊的位置十分重要，应使之尽可能接近垫块，因为如果有滑动发生，坯料就将脱槽缠绕并卡住。在正常操作中，已注意到轮槽与坯料之间存在不同的运动，轮子转速比进料速度要高，这种现象依挤压比而定，其值达 10%~18%，其原因是第二啮合区的坯料表层的剪切引起的。 78 2 CONFORM 技术

坯料直径功率KW 挤压比图2-29 转速为20r.p.m 时能耗与挤压比的关系曲线图2-30 部分工具冷却管道布置 1 槽轮 2 坯料 3 槽封块 4、6 冷却入口 5 冷却水出口 7 堵头 8 支座在挤压过程中，热量产生于金属变形和摩擦过程，图 2-29 示出了随挤压比增加机器的输入功率变化曲线。当这部分能量