《材料成型工艺学 中》课件：挤压

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。
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。
按生产方法分：挤制管、拉制管、焊管、铸管、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：盘管、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；
2 基本概念
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、模、穿孔针、 轴 筒 垫片 坯料 制品 垫片、模座、锁键
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
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。
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
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；
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）；
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 ——、型、线材
棒、型、线
挤压 连铸连轧
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：连续、多模、高速方向发展。
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；
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（锻压）
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）操作不方便、制品的尺寸范围小；
3）制品表面质量差。
此外还有：卧式挤压、立式挤压、连续挤压等。
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
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；
加热
定心
穿孔
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；
材料成型工艺学（中）
主 讲 李宝绵
东北大学 EPM重点实验室
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。
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
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
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；
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
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；