静液挤压设备的研究_吴常祥

挤压与拉拔新技术

挤压与拉拔新技术 静液挤压简介：挤压方式的一种。通过凸模加压给液体，由液体将压力传给坯料，使金属通过凸模成形。由于坯料侧面无普通挤压时存在的摩擦力所以变形均匀，可提高挤压变形量所需的挤压力也比普通挤压时小。主要用于挤压大变形量的线材、型材或是挤压低塑性材料。 静液挤压所使用的高压介质，一般有粘性液体和粘塑性体。前者如蓖麻油、矿物油等，主要用于冷静液挤压和500～600℃以下的温、热静液挤压；后者如耐热脂、玻璃、玻璃-石墨混合物等，主要用于较高熔点金属的热静液挤压(坯料加热温度在700℃以上的挤压)。 与普通挤压法一样，根据需要，静液挤压可在不同的温度下进行。一般将金属和高压介质均处于室温时的挤压过程，称为冷静液挤压；在室温以上变形金属的再结晶温度以下的挤压过程，称为温静液挤压；而在再结晶温度以上的挤压过程，称为热静液挤压。 类型： 静液挤压的类型按挤压时的温度不同可分为冷静液挤压和高温静液挤压两种。(1)冷静液挤压在常温下进行。布彼克等人研究的一种兼有拉线作用的线材静液连续挤压，就属于冷静液挤压，它的原理如图2所示。被加工的线坯通过起拉伸作用和密封作用的入口模，在拉力和高压液体的共同作用下被挤出，借助于卷筒的不停转动，便可实现连续挤压。采用这种方法生产线材，可使道次变形率大大超过拉伸极限。冷静液挤压的主要缺点是设备结构与操作比较复杂，卷筒的传动部分在高压室外，需采用高密封技术，每次拉线前的准备时间较长。(2)高温静液挤压使用的高压液体的温度超过金属的再结晶温度的静液挤压。高压液体一般是动物油和矿物油，挤压温度可在300℃左右。采用耐热油脂作为高压液体时，挤压温度最高可达到1000℃；但当挤压温度高于500℃时，通常不用耐热油脂，而使用金属氧化物或一些盐类作高压液体。 优点：摩擦小，变形均匀，模磨损小，材料处于高压介质中，有利于提高材料的变形能力，适用于低温大变形加工。 缺点：需要对坯料进行预加工，介质的填充和排泄，效率低，需要解决高压密封

挤压与拉拔资料

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。 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、盘管、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：翅片管、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 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 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；

挤压与拉拔复习题(改)

概念题： 1、拉拔：在外力作用下，迫使金属坯料通过模孔，以获得相应形状、尺寸的制品的塑性加 工方法。 2、挤压：就是对放在容器（挤压筒）内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔 中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。 3、挤压缩尾：挤压快要结束时，由于金属的径向流动及环流，锭坯表面的氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部，具有一定规律的破坏制品组织连续性、致密性的缺陷。 4、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。 5、粗晶环：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品，经热处理后，经常会形成异常大的晶粒，这种粗大晶粒在制品中的分布通常是不均匀的,多数情况下呈环状分布在制品断面的周边上，故称为粗晶环。 6、残余应力：由于变形不均，在拉拔结束、外力去除后残留在制品中的应力。 7、粗化：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品，经热处理后，经常会形成异常大的晶粒，比临界变形后热处理所形成的再结晶晶粒大得多，晶粒的这种异常长大过程称为粗化。 8、带滑动多模连续拉拔配模的必要条件： 当第n道次以后的总延伸系数λn→k大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比γk→n，才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立，保证拉拔过程的正常进行。 9、带滑动多模连续拉拔配模的充分条件：任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。 10、挤压效应： 某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金（如2A11、2A12、6A02、2A14、7A04等）挤压制品，经过同一热处理（淬火与时效）后，其纵向上的抗拉强度比其他加工（轧制、拉拔、锻造）制品的高，而伸长率较低，这种现象称为挤压效应。 简述题： 1、影响管材空拉时的壁厚变化的因素有那些？各是如何影响的？ 2、挤压缩尾有那几种形式，其产生原因各是什么？ 3、锥形拉拔模孔由那几部分构成，各部分的主要作用是什么？ 4、对于存在着偏心的管坯，通过安排适当道次的空拉就可以使其偏心得到纠正。请问：（1）空拉为什么能够纠正管材的偏心？ （2）采用固定短芯棒拉拔时，在一定程度上也能够纠正管材的偏心，这是为什么？ 5、挤压效应产生的主要原因是什么？影响挤压效应的因素有那些方面？ 6、挤压机的主要工具有哪些，各自的主要作用是什么？ 7、什么是残余应力？画图说明圆棒材拉拔制品中残余应力的分布及产生原因。 8、简述在挤压过程中，影响挤压力的主要因素？ 9、在挤压过程中，试详细阐述影响金属流动的因素？ 10、产生粗晶环的主要原因是什么？粗晶环对制品力学性能有何影响？

挤压拉拔知识点

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。采用热剥皮挤压。采用脱皮挤压。进行不完全挤压~留余压。保持挤压垫工作面清洁，减少锭坯尾部径向流动可能性。影响金属流动因素：接触摩擦与润滑的影响。工具与锭坯温度(工具的冷却作用，金属导热性，合金相变，摩擦条件)。金属强度特性。工具结构与形状(挤压模，模角越大，越不均匀。挤压筒。挤压垫)。变形程度。挤压力：挤压杆通过挤压垫作用在钢坯上使之依次流出模孔的压力。影响挤压力因素：挤压温度与变形抗力(挤压力大小与金属变形抗力成正比)。变形程度(正比)。挤压速度(开始挤压，力大。继续进行，力降。若缓慢挤压，力可能一直升高)。挤压模角(角大，力先高后小)。制品断面形状。锭坯长度(越长，越大)。挤压方法(反挤小，正大)。粗晶环：合金在热变形处理中形成异常大的晶粒，这种粗大晶粒在制品中分布通常不均匀，呈环状分布在制品断面周围，称粗晶环。粗晶环分布规律：单孔模粗晶环均匀的分布在周边，多~出现在局部周边，呈月牙形。模孔数少，牙形粗晶环较长，~多，短。型材棒材断面上分布不均匀，在型材角部或转角区，粗晶环厚度较大，晶粒较粗。粗晶环形成基理：粗晶环产生部位常常是金属材料承受剧烈附加剪切变形的部位。挤压温度越高，粗晶环越厚。影响粗晶环因素：合金元素。铸锭均匀化。挤压温度。应力状态。挤压方式。变形程度。挤压效应及产生原因：某些工业用铝合金经过同一热处理，淬火与时效后，发现挤压制品纵向上的抗拉强度要比其他压力加工制品的高，而延伸效率较低的情况称挤压效应。原因：内因：凡是含有过渡元素的热处理可强化的铝合金都会产生挤压效应。外因：变形与织构：挤压时，金属处于三向压缩应力状态和二压一拉变形状态，变形区的内部金属流动平稳，网状膜不破，使得制品纵向抗拉强度提高。阻碍角：在型壁较厚和比周长较短处的模孔入口做一个小斜面，斜面与模子轴线间的夹角。促流角：为了促进金属向弯壁部分流动，对阻力大的薄壁部分做一个具有rc角的促流斜面。挤压机分类：传动类型：机械，液压（结构：卧式，立式。）。舌比：对于半空心型材，把型材断面所包围的空心部分的面积A与型材开口宽度的平方W^2之比，R=A/W^2。穿孔针：对实心锭进行穿孔或用实心锭生产管材。挤压垫：防止高温金属与挤压杆直接接触，并防止金属倒流。挤压模：用于生产所需要的形状尺寸的制品。挤压杆：用

食品设备与机械 第六章食品成型、挤压机械与设备

第九章食品成型、挤压机械与设备 第一节食品成型机械与设备（P156） 一、概述 食品成型机械广泛应用于各种面食、糕点和糖果的制作以及颗粒饲料的加工。其种类繁多、功能各异。根据不同的成型原理，食品成型主要有如下方法： （1）包馅成型。有饺子机、馅饼机、馄饨机和春卷机等； （2）挤出成型。有蛋糕机、软料糕点成型等。 （3）辊压切割成型。饼干坯料压片，面条、方便面和软料糕点的加工等。 （4）冲印和辊印成型。如饼干机和桃酥的加工。 （5）搓圆成型。如面包机、馒头机和元宵机等。 多功能一体成型机：奶酪、冰激凌、糖果成型机等。 二、冲印、辊印和辊切成型机（p169） （一）冲印成型机 主要适用于韧性饼干、苏打饼干及低油脂酥性饼干加工。它主要由压片机构、冲印成型机构、拣分机构及输送机构等构成。 1、压片机构 ?由三对压辊组成：头道辊、二道辊、三道辊 ?压辊直径依次减少，辊间空隙依次减少，转速依次增大。 ?面带在辊压过程中，各处的流量相等，需要准确的速度匹配，否则，因流量不等会 将面带拉长或皱起 ?压片机构各压辊保证传动比准确，应有无级变速器或调速电机。 2、冲印机构是饼干成型的关键工作部件，它主要包括动作执行机构和印模组件两部分。动作执行机构：间歇式和连续式两种型式。 （1）间歇式机构 （2）连续式机构 3、拣分机构 4、余料回收装置 （二）辊印成型机(P172) 主要适用于加工高油脂酥性饼干，该机更换印模辊后，通常还可以加工桃酥类糕点。 1、辊印成型原理 喂料辊3与印模6在齿轮的驱动下相对运动，料斗5内的酥性面料4依靠自重以及辊子的楔紧力落入印模6凹模之中，分离刮刀2将凹模外多余的面料沿印模辊切线方向刮落到面屑接盘10，含有饼坯的凹模随着印模辊的旋转进入脱模阶段。

挤压与拉拔复习题答案

挤压与拉拔复习题 1、什么是挤压？什么是正向挤压？什么是反向挤压？ ?所谓挤压，就是对放在容器（挤压筒）内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。正向挤压：金属的流动方向与挤压杆（挤压轴）的运动方向相同的挤压生产方法。反向挤压：金属的流动方向与挤压杆（或模子轴）的相对运动方向相反的挤压生产方法。 2、正、反向挤压时的主要特征是什么？ 正向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间有相对运动，二者之间有很大的滑动摩擦。引起挤压力增大；使金属变形流动不均匀，导致组织性能不均匀；限制了挤压速度提高；加速工模具的磨损。反向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间无相对运动，二者之间无外摩擦。 3、什么是死区？死区的产生原因是什么？ 死区概念：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： a、强烈的三向压应力状态，金属不容易达到屈服条件； b、受工具冷却，σs增大； c、摩擦阻力大。 4、挤压缩尾的概念、形式及产生原因，减少挤压缩尾的措施。 ?挤压缩尾：挤压快要结束时，由于金属的径向流动及环流，锭坯表面的氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部，具有一定规律的破坏制品组织连续性、致密性的缺陷。三种：中心缩尾、环形缩尾、皮下缩尾 ?A、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。 ?B、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。 ?C、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。 ?（3）与此同时，死区金属也逐渐流出模孔包覆在制品的表面上，形成皮下缩尾（外成层）或起皮。 ?减少挤压缩尾的措施 ?（1）对锭坯表面进行机械加工——车皮。 ?（2）采用热剥皮挤压，如图2-14。

挤压与拉拔教学大纲

《挤压与拉拔工艺学》课程教学大纲 课程英文名称：Metal Extrusion and Draw ing 课程编号：61105317 学时数：32学时 其中实验学时数：0 课外学时数: 学分数：2学分 适用专业：材料成型与控制 一、课程的性质、目的和任务 金属挤压、拉拔是一门论述挤压、拉拔变形理论、各种生产方法和各种模具设计的专业课, 其任务是通过课堂教学、多媒体教学等教学环节，使学生掌握挤压、拉拔领域中主要的几种生产方法、金属挤压、拉拔变形理论、生产工艺以及金属制品组织性能对产品质量的影响，使学生初步具有确定金属挤压、拉拔工艺方案和对金属变形进行分析和综合的能力，为培养压力加工专业的高级工程技术人才，提供必要的基础知识技能。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 了解挤压加工的特点，了解挤压时金属流动的特点、挤压制品的组织性能、主要缺陷及挤压设备挤压力的计算。掌握挤压工具的设计方法及挤压工艺过程的制定。 了解拉拔加工的特点，了解拉拔时应力与变形、了解拉拔设备与拉拔力的计算。掌握拉拔模的设计方法及拉拔工艺过程的制定；掌握拉拔配模的工艺计算。 重点：挤压时金属流动的特点、挤压模具的设计；拉拔模的设计及拉拔配模的工艺计算。 难点：挤压模具的设计；拉拔配模的工艺计算。 （一）、金属挤压概述 了解金属挤压特点，掌握挤压技术的应用。 1、概述 2、挤压特点 3、挤压技术的应用 （二）、挤压时金属的流动 了解金属挤压时金属的流动特点，掌握挤压时各种因素对金属流动的影响。 1挤压时金属的流动特点 2、挤压时各种因素对金属流动的影响 （三）挤压制品的组织性能与主要缺陷

了解挤压制品的组织性能与主要缺陷 1挤压制品组织 2、挤压制品机械性能 3、挤压制品的裂纹 4、挤压缩尾 （四）挤压力 了解影响挤压力因素，掌握挤压力的计算。 1、影响挤压力因素 2、挤压力的计算 （五）挤压设备 了解挤压设备的分类及主要结构形式 1、概述 2、挤压机类型 （六）、挤压工具 掌握挤压筒、挤压杆、挤压垫、穿孔针、挤压模的设计方法 1、挤压筒 2、挤压杆 3、挤压垫 4、穿孔针 5、挤压模 （七）挤压工艺 了解挤压工艺的制定原则，掌握挤压工艺的制定方法 1、锭坯尺寸的选择 2、挤压温度与速度的选择 3、挤压时的润滑 4、挤压工艺 （八）、拉拔概述 了解拉拔特点及应用范围 1、拉拔的一般概念 2、拉拔特点 （九）、拉拔时应力与变形 了解棒材、管材拉拔时的应力与变形特点；了解拉拔时残余应力的产生原因及分布规律 1、圆棒拉拔时的应力与变形 2、管棒拉拔时的应力与应变