連續(xù)擠壓應(yīng)用過程中常見缺陷淺析與措施

王希臣

【摘 要】近些年，連續(xù)擠壓技術(shù)作為一種最新最高效的加工技術(shù)在銅加工等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，不但使成本大大減低，還使工藝過程得到優(yōu)化。這項技術(shù)有很多優(yōu)勢，比如縮短工藝過程、成本較低、較小的制品晶粒和精密組織等，在實際應(yīng)用過程中因為操作不當或不規(guī)范的設(shè)計等都易出現(xiàn)諸多問題。本文就連續(xù)擠壓在具體的應(yīng)用過程中出現(xiàn)的缺陷進行分析，以及研究相應(yīng)的具體方案。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)擠壓 常見缺陷 解決措施

連續(xù)擠壓技術(shù)作為一種最新最高效的加工技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于我國銅加工等很多領(lǐng)域當中，下面就分析這些問題的成因并研究相應(yīng)的處理方法。

1 充不滿現(xiàn)象

制品的充不滿現(xiàn)象一般出現(xiàn)在擠壓寬的大斷面或異形排的時候，并且充不滿的缺陷呈鋸翅狀。通常造成這種缺陷有兩方面原因：一是桿坯的表面被污染，比如桿坯的表面上出現(xiàn)油、水或灰等臟物，使其表面光滑并減少了桿坯與擠壓輪的摩擦，進而使充不滿現(xiàn)象出現(xiàn)。二是受擠壓系數(shù)與擴展比的影響，變形腔的斷面積與產(chǎn)品的斷面積的比值就是擠壓系數(shù)，制品連續(xù)擠壓變形的程度與擠壓系數(shù)成正比，所以制品擠壓力越大擠壓系數(shù)就越大。擠壓產(chǎn)品的最大寬度與桿坯直徑之比就是擴展比，因此擴展比大與擠壓系數(shù)小容易造成斷面不均勻?qū)е落彸釥畹娜毕莅l(fā)生。

采取的方法如下：（1）使用不同長定徑帶和偏心結(jié)構(gòu)的擠壓模具。平模結(jié)構(gòu)在連續(xù)擠壓模具時較常用的，因為連續(xù)擠壓模具是個復(fù)雜過程，所以在擠壓生產(chǎn)過程中必須反復(fù)試模或修模才行。（2）增加擴展槽，在桿坯進到模腔后先預(yù)成型，規(guī)格不同的制品在預(yù)成區(qū)域的高度不同，在擠壓不易充滿的制品時，為了能更好的擴展成形需加大金屬流動過程和角度。（3）合理設(shè)計阻流環(huán)不僅減少流動的不勻使金屬向難變形處流動，還要拋光處理后摩擦減小使金屬向邊部流動。

2 壓過載現(xiàn)象

通常在擠壓銅及銅合金制品時，使用單輪槽連續(xù)擠壓機利用單根進料單孔出料的方法，對斷面小于10mm2的制品不易擠壓。在擠壓負荷大時容易悶車和在出線速度快時容易堵模，還有溢料較大，產(chǎn)量較低和工裝模具壽命較短等缺點，在小規(guī)格產(chǎn)品使用一模多出的擠壓方法有很多優(yōu)勢，不但使模腔負荷和堵頭溫度大大降低，而且使模腔的使用年限和生產(chǎn)效率得到有效的提高。關(guān)鍵點在于：為了避免金屬流動不勻以及型材扭曲等問題需采用合理配置模孔，以及出線和收線速度達到一致就可以避免粘連或堵模。

3 夾雜缺陷

成因及方法的分析：（1）接觸磨損容易在擠壓輪輪槽和壓實輪、刮刀、靴座中的模腔堵頭處出現(xiàn)，因此以擠壓輪輪槽為準，對模（靴）座軸向位置采取準確定位。（2）由于擠壓間隙較小，使接觸磨損出現(xiàn)在模腔密封面以及刮刀與擠壓輪的弧面上，不但要調(diào)整好刮刀與擠壓輪之間的間隙，還要使模腔密封面與擠壓輪圓弧面銜接好。（3）在高溫高壓下長期運行使擠壓輪破壞嚴重，不僅要使用穩(wěn)定性好的工裝模具，還要定期檢查或更換。（4）堵頭變形問題，不但應(yīng)及時檢查和更換堵頭，還要選耐熱、性能好的材料。（5）坯料內(nèi)部的夾雜對制品的影響很大，可以使用過濾裝置及時過濾掉銅液中的雜物，使桿坯更加干凈。

4 氣泡缺陷

成因及方法的分析：（1）在桿坯鑄造時，鑄桿內(nèi)有含氧和氫等超標氣體的氣泡，在到達模腔后由于溫度高、壓強大使氣泡受到強烈壓制，致使氣泡突然爆破，進而產(chǎn)生氣泡缺陷。不但對桿坯含氧量嚴格掌握，還要用行星式輪刷裝置清掃表面。（2）高溫模腔中有水跡或油跡，就會使氣體蒸發(fā)進而出現(xiàn)氣泡，所以儲存時間盡可能減短。

5 冷隔缺陷

成因及方法的分析：（1）桿坯表面被污染或氧化，前面講到桿壞表明被油、水或灰等臟物污染，使其表面光滑并減少了桿坯與擠壓輪的摩擦，使鐓粗和擴展成形的過程不能焊接進而產(chǎn)生缺陷，所以桿坯表面要干凈。（2）不均勻的桿坯硬度使擠壓溫度的波動較大、使桿坯被迫均勻，進而出現(xiàn)額外力致使冷隔缺陷現(xiàn)象的發(fā)生。因此鑄造速度和冷卻強度保持協(xié)調(diào)才能保障合適的鑄桿硬度。（3）不合理的擠壓溫度和速度不僅使擠壓過程無法順利完成，還嚴重影響了擠壓的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此降低缺陷的方法之一就是保持恒定規(guī)范的擠壓溫度和速度。（4）當桿坯直徑越大時，桿坯中心與表層溫度差別就越大，導(dǎo)致金屬流動均勻性下降進而出現(xiàn)缺陷。所以當進料桿坯直徑很大時，用感應(yīng)加熱法降低內(nèi)外溫度。具體操作中不易掌控，有待進一步討論。（5）在堵頭拱起或?qū)?cè)面掛底銅刮時，使桿料與擠壓輪間銅與鋼的摩擦系數(shù)小于正常系數(shù)進而使擠壓驅(qū)動力不足，并出現(xiàn)打滑使內(nèi)部疏松或分層現(xiàn)象發(fā)生。

6 硬度超標缺陷

目前，尚無明確的理論知識規(guī)范擠壓形材的硬度，擠壓制品的硬度與擠壓的溫度以及過程長度有關(guān)系，擠壓過程長和擠壓溫度高致使制品硬度較低，如果加長擠壓過程阻力也隨之增加，所以正確規(guī)范擠壓過程長度很有必要。同樣的制品在使用不同設(shè)備擠壓出的硬度也不盡相同，現(xiàn)在擠壓制品的硬度很難把握，還需對其進行大量的研究。對于擠壓硬度來說，擠壓過程的長短對其影響較大而擠壓溫度影響則較小。

7 結(jié)語

本文通過對連續(xù)擠壓在具體的應(yīng)用過程中出現(xiàn)的充不滿現(xiàn)象、壓過載現(xiàn)象、夾雜缺陷、氣泡缺陷、冷隔缺陷及硬度超標缺陷等問題原因分析，并提出了具體應(yīng)對措施和方法。

參考文獻：

[1] 張永杰，運新兵.連續(xù)擠壓銅銀合金異型排充不滿缺陷的研究[J].有色金屬加工，2006（4）.