东北大学材料成型工艺学第二篇(一)
时间:2025-04-02
时间:2025-04-02
材料成型工艺学(下)主 讲
李宝绵EPM重点实验室
东北大学
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; 铸造后机加工,如轧辊; 铸造后压力加工,如钢轨; 铸造后压力加工再机加工,如螺栓等。 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
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;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; 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 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
无缝管管 材 有 缝 管 轧 制 带
斜轧穿孔铸造 弯形 焊接
拉拔 轧管 拉拔
成 品
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;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; 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; 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
联合拉拔
B 棒、型、线材棒、型、线 挤压 连铸连轧 拉拔 成品
型轧挤压: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:多模、高速方向发展。
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
模座锁 键
欲完成挤压需有: 1)产生动力的装臵: 挤压机 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、 垫片、模座、锁键
P
))
轴 筒
垫片 坯料
制品
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。 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); 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
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 料成本高,占制品成本35%以上 B 生产 …… 此处隐藏:1265字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……