有色金屬擠壓加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

1、 有色金屬擠壓加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 摘要：現(xiàn)如今，金屬擠壓在塑性成形中是一種先進(jìn)的方法，隨著金屬加工業(yè)的快速發(fā)展，擠壓加工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。近幾年，除了完善正反向擠壓與工藝外還出現(xiàn)了一些強(qiáng)化擠壓過程的新技術(shù)、方法，如等溫?cái)D壓、潤滑擠壓、冷擠壓等并進(jìn)行了深入研究并得到了運(yùn)用。目前，關(guān)于擠壓技術(shù)研究集中于基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù)性質(zhì)以及品質(zhì)質(zhì)量研究。文章立足于有色金屬擠壓加工技術(shù)現(xiàn)狀展開發(fā)展前景、趨勢分析。關(guān)鍵詞：有色金屬；擠壓加工技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢引言在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的同時，有色金屬產(chǎn)業(yè)方面工藝技術(shù)也獲得了一定發(fā)展。我國是有色金屬產(chǎn)能、產(chǎn)量、消費(fèi)和出口大國，而且當(dāng)前有色金屬產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域開

2、拓，對其需求量也在不斷攀升，對生產(chǎn)工業(yè)也提出了更高的要求。作為有色金屬基本塑性成型方法，金屬擠壓技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用。1.有色金屬擠壓加工技術(shù)特點(diǎn)第一，擠壓時，金屬在變形區(qū)到三向壓縮具有較強(qiáng)的塑性。所以，擠壓加工技術(shù)適用于其他技術(shù)無法加工的低塑性金屬，而且對于必須加工的材料擠壓加工也是首選方案，有助于對鑄錠進(jìn)行開坯以及優(yōu)化其性能增強(qiáng)塑性?，F(xiàn)階段，該項(xiàng)技術(shù)依然能夠利用鑄錠進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)。第二，技術(shù)可操作性強(qiáng)、加工方式靈活，僅需更換擠壓模、軸、擠壓針等工具就能夠完成不同要求的制品，節(jié)約時間、效能高。但該種適合應(yīng)用在批量小、規(guī)格多的加工廠。第三，制品精度高，品質(zhì)好。目前，擠壓加工技術(shù)能夠生產(chǎn)壁厚（0.3

3、0.1）mm、粗糙度0.8 m的超薄、高精度、高質(zhì)量的型材。第四，既可以加工生產(chǎn)斷面的產(chǎn)品還能夠生產(chǎn)復(fù)雜的型材、管材。例如逐漸變斷面型材、階段變斷面型材等。這些產(chǎn)品運(yùn)用其他技術(shù)具有較大難度且操作困難，而利用擠壓加工技術(shù)可順利完成。2.有色金屬擠壓加工技術(shù)現(xiàn)狀研究2.1擠壓形式多樣化常規(guī)擠壓方法包括正、反兩種。其中，正擠壓指的是有色金屬擠壓過程中流動方向與擠壓凸模運(yùn)動向相同。該加工技術(shù)操作簡單、生產(chǎn)便捷，用于鋁、鋁合金、鋼鐵產(chǎn)品中。目前，不僅技術(shù)成熟與之配套的設(shè)備也得到了技術(shù)提升。反擠壓指的是擠壓時金屬流動方向與擠壓凸模相反。正擠壓時，擠壓制品力學(xué)屬性有明顯差別，經(jīng)濟(jì)投入大。反擠壓可以改善凸模、

4、凹摸摩擦，成品內(nèi)外組織勻稱，品質(zhì)高，最為重要的是成品率高、成本投入小。如果加工相同有色金屬，反向技術(shù)產(chǎn)量可以提升5倍以上，成材率超過20%，成為主要構(gòu)件加工形式。反向技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域多生產(chǎn)杯型構(gòu)件與套筒構(gòu)件或者封閉性組件。在今后發(fā)展中，隨著擠壓加工技術(shù)研究的深入，反向擠壓技術(shù)將走向更廣闊的領(lǐng)域。2.2擠壓設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀擠壓設(shè)備在擠壓加工技術(shù)中占據(jù)重要地位，采用可編程邏輯控制器（programmable logic controller，plc）控制系統(tǒng)，以屏面問答為主，技術(shù)人員只要觸摸屏設(shè)定參數(shù)即可，有效保證了工作效能且操作簡單。在速度控制方面強(qiáng)調(diào)等速擠壓。隨著擠壓理論與技術(shù)水平的提升，擠壓時金屬

5、溫度不斷提高，接觸的擠壓工具冷卻條件不同使得金屬組織不均勻，降低產(chǎn)品質(zhì)量。為此，等溫?cái)D壓概念得到了重視，對維持產(chǎn)品出口溫度有重要作用。2.3擠壓機(jī)控制和速度調(diào)節(jié)在當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的過程中，可編程的控制器也應(yīng)用在了擠壓機(jī)的控制系統(tǒng)中，即plc控制系統(tǒng)。其編程則可實(shí)現(xiàn)屏面問答，通過觸摸屏，操作人員可以設(shè)定和修改相關(guān)參數(shù)，這樣一來其工作效率得以提高。在金屬擠壓加工的過程中，主要是通過擠壓軸，來從模具孔中將擠壓筒里的錠坯擠出。以往操作中更重視調(diào)控其速度，主要是為了實(shí)現(xiàn)等速擠壓。而在相關(guān)理論和技術(shù)發(fā)展中，開始認(rèn)識到在擠壓中金屬溫度也會升高，接觸工具的冷卻條件也在改變，會引發(fā)金屬內(nèi)部組織均勻性不足的問題，

6、對產(chǎn)品品質(zhì)造成不良影響。于是，在金屬擠壓加工技術(shù)發(fā)展中，開始提出保持其制品出口溫度恒定等理念。3.有色技術(shù)擠壓加工技術(shù)發(fā)展趨勢 3.1靜液擠壓技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)多用于變形困難的材料中，能夠使坯料保持2 000 mpa高壓狀態(tài)介質(zhì)內(nèi)，通過潤滑性減小模具摩擦性并減小模具的角度降低阻力，一次擠壓成型。此外，對于薄壁管、異形型材等也非常適用且質(zhì)量高。由此可見，該種擠壓技術(shù)有助于促進(jìn)不同材料的擠壓成型，未來發(fā)展前景廣闊并將得到進(jìn)一步開發(fā)。3.2多坯料擠壓該技術(shù)屬于新型層狀復(fù)合材料成形技術(shù)，在各擠壓腔中填裝多種坯料，擠壓的同時坯料流進(jìn)擠壓模，最后從膜孔內(nèi)流出。該技術(shù)適合應(yīng)用在復(fù)合材料中，有利于獲得高密度性與組織

7、均勻的構(gòu)件?，F(xiàn)如今，國外一些國家已投入到技術(shù)研究中，但受技術(shù)方法限制應(yīng)用不多。3.3半固態(tài)技術(shù)把半固態(tài)金屬材料倒進(jìn)凹摸內(nèi)，通過凸模擠壓實(shí)現(xiàn)技術(shù)加工。半固態(tài)擠壓是一種先進(jìn)的技術(shù)形式，凝固收縮性小、偏析小、質(zhì)量高，在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而且目前，已經(jīng)有一些國家投入到該技術(shù)深入研發(fā)中，未來發(fā)展前景非?？捎^。3.4等溫?cái)D壓技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)利用加熱原理將毛坯加熱至變形溫度的模具完成擠壓，要求在?？字車冃螀^(qū)金屬的溫度維持恒定。傳統(tǒng)擠壓因?yàn)闇囟容^高且擠壓溫度不均勻使得產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證，而等溫?cái)D壓完全解決了這一不足，有助于產(chǎn)品質(zhì)量提升，避免擠壓溫度過高凹摸內(nèi)襯發(fā)生破損。有研究提出：鋁合金擠壓時溫度應(yīng)保

8、持450 ，最為重要的是溫度與擠壓進(jìn)度保持相稱才能得到理想的效果。另一方面，還能夠通過凹模冷卻保持適宜溫度，確保構(gòu)件擠壓達(dá)到理想效果。4.有色金屬擠壓加工技木發(fā)展趨勢（1）靜液擠壓技術(shù)發(fā)展。在當(dāng)前一些難變形材料的管材擠壓加工中，會使用靜液擠壓技術(shù)，但要保證其截面比較小。使用該技術(shù)進(jìn)行擠壓時，坯料所處的介質(zhì)環(huán)境，要處于1000mpa2000mpa的超高壓下，使模具可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)潤滑，從而降低模具間摩擦力。同時可以減小模具角度，使擠壓的阻力得以降低，在一次擠壓完成之后，其擠壓產(chǎn)品就可達(dá)到高品質(zhì)和高精度要求。對于異形型材、薄壁管等也可使用該擠壓方法，其產(chǎn)品品質(zhì)較高。對該技術(shù)的研發(fā)，在特殊產(chǎn)品領(lǐng)域中需要

9、加大重視。（2）半固態(tài)擠壓技術(shù)。將半固態(tài)的金屬漿料倒人凹模，利用凸模對其進(jìn)行擠壓，從而獲得制成品，這種技術(shù)方法即是半固態(tài)擠壓技術(shù)，是當(dāng)前一種新型的金屬成型技術(shù)。這種技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要是其凝固收縮性較小，且偏析也比較小，可以加工生產(chǎn)中更高品質(zhì)的產(chǎn)品，其中集合了傳統(tǒng)工藝的諸多優(yōu)勢。因此其發(fā)展得到很大重視，對其開發(fā)在有色金屬加工發(fā)展中有很大意義。（3）擠壓設(shè)備的自動化和節(jié)能化發(fā)展。當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，以及cad, cam等技術(shù)的開發(fā)，可以支持建立起大型的數(shù)據(jù)庫以及專家?guī)斓龋瑢?shí)現(xiàn)有限元分析和相關(guān)實(shí)用軟件的開發(fā)。在機(jī)前機(jī)后設(shè)備和擠壓機(jī)等裝備上，將這些技術(shù)合理應(yīng)用，可以有效提升其自動化水平。我國當(dāng)前在有色金屬擠壓加工方面，加大了對節(jié)能環(huán)保型裝配的研發(fā)，比如具有梯度加熱功能的鑄棒加熱裝置等，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有色金屬環(huán)保生產(chǎn)加工。結(jié)語目前，有色金屬擠壓加工技術(shù)理論研究與技術(shù)研發(fā)處于發(fā)展階段，基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新融合促進(jìn)擠壓技術(shù)提升。聚集已經(jīng)獲得的成果從中尋找存在的不足并嘗試突破，不斷提出新的研究課題與