挤压拉拔
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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。
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。
挤压拉拔知识点挤压拉拔,是一种常用于金属加工的工艺方法,通过施加压力,将金属材料从一种形状转变为另一种形状。
该工艺在各个行业中广泛应用,特别是在汽车、航空航天和建筑等领域。
本文将介绍挤压拉拔的基本原理、设备和应用。
一、基本原理挤压拉拔是一种塑性变形工艺,主要通过施加轴向力和凸模的作用,使金属材料在约束条件下发生塑性变形,从而改变其截面形状和尺寸。
在挤压拉拔过程中,材料会受到挤压力和摩擦力的作用,形成很高的局部应变,使材料产生塑性流动,最终达到所需的形状。
挤压拉拔通常使用金属材料作为原料,如铝、铜、钢等。
这些金属具有良好的塑性,能够在受力的情况下形成各种复杂的截面形状。
在挤压拉拔过程中,为了减少摩擦阻力和增加金属流动性,通常会使用润滑剂或加热材料。
二、设备介绍1. 挤压机挤压机是实施挤压拉拔工艺的主要设备。
它由压力系统、传动系统和控制系统组成。
压力系统提供所需的压力力量,传动系统将压力传递给凸模,控制系统控制整个挤压拉拔过程的运行。
2. 凸模凸模是挤压拉拔过程中的重要工具,它通过施加压力形成金属材料的塑性变形。
凸模通常由高硬度的材料制成,如合金钢或硬质合金,以保证其耐磨性和耐用性。
3. 夹具夹具用于固定金属材料,并确保其在挤压拉拔过程中的稳定性。
夹具的设计和制造需要考虑金属材料的形状、尺寸和质量要求。
三、应用领域1. 汽车行业挤压拉拔工艺在汽车制造中起着至关重要的作用。
它用于生产汽车车身、车门、车架等零部件。
由于挤压拉拔工艺具有高效、节能和灵活的特点,它能够满足汽车工业对于质量和生产效率的要求。
2. 航空航天行业航空航天领域对于零部件的重量和强度要求非常高,挤压拉拔工艺能够满足这些要求。
它在航空航天行业中广泛应用于飞机外壳、引擎零部件和航天器结构等领域。
3. 建筑行业挤压拉拔工艺也在建筑行业中得到广泛应用。
它可用于生产建筑结构材料,如铝合金门窗、铝合金幕墙等。
挤压拉拔工艺能够有效提高建筑材料的强度和耐久性,同时具有良好的装饰效果。