材料成型概论第四章挤压成型.ppt

《材料成型概论第四章挤压成型.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第四章挤压成型4.1挤压成型的特点和基本方法4.2挤压过程的基本概念4.3挤压成型设备及工具4.4挤压成型工艺主要用于管材、棒材、型材及线坯半成品生产4.1挤压成型的特点和基本方法挤压就是采用挤压轴（凸模）将放在密闭的挤压筒（凹模）内的坯料压出模孔而成型的塑性加工方法。挤压时金属坯料受到三向压应力，有利于低塑性金属变形（脆性材料变形）。挤压多用于生产有色金属及合金的棒材、薄壁和超厚壁复杂断面型材和管材，高合金钢材及低塑性合金钢材。冷挤压也用于生产机械零件。定义4.1挤压成型的特点和基本方法1.挤压时金属坯料受到三向

2、压应力,适于低塑性材料成型加工;一次可给予金属材料大的变形。2.品种规格多样,生产灵活,适于少批量多品种复杂管材、棒材、型材及线坯的生产;3.产品尺寸精度和表面质量较高;4.设备投资少，厂房面积小;5.易实现自动化生产.4.1.1挤压成型的特点优点7.金属损失大,成材率低,且工具消耗大,生产成本高;8.金属与工模具间摩擦系数大,金属在变形区内流动不均匀,产品组织性能沿长度和断面上不均匀；9.与轧制成型相比生产率低。4.1.1挤压成型的特点缺点图4-1典型挤压材的横截面形状按金属流动方向及变形特征：正挤压、反挤压、侧

3、向挤压、连续挤压、复合挤压及特殊挤压（静液挤压等）按挤压温度：热挤压--（在冶金工业应用）温挤压、冷挤压--（在机械工业应用）按润滑状态：玻璃润滑挤压、静液挤压按制品种类：管材挤压、棒材挤压、型材挤压4.1.2挤压成型的基本方法图4-2工业上常用的挤压方法（a）正挤压；（b）反挤压；（c）侧向挤压；（d）玻璃润滑挤压；（e）静液挤压；（f）连续挤压正挤压特点：①挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在很大的有害外摩擦（基本特征）；②挤压力大，能耗高；③金属流动不均匀，制品组织性能不均匀；④强烈的摩擦发热限制了挤压速

4、度的提高，加剧了模具的磨损，降低了生产率和产品表面质量。⑤挤压时更换模具简单、迅速，所需辅助时间少。4.1.2挤压成型的基本方法正挤压金属流动方向与挤压轴的运动方向相同。反挤压特点：①反挤压时金属坯料与挤压筒壁之间无相对滑动；②挤压力小，一般比正挤降低30％～40％，能耗低；③金属流动主要集中在模孔附近的领域，制品的组织性能沿长度是均匀的；④操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的稳定性不足。4.1.2挤压成型的基本方法反挤压金属流动方向与挤压轴运动方向相反。金属流动方向与挤压轴运动方向垂直，又称横向挤压。侧

5、挤压特点：①挤压模与坯料轴线成90°角,将使制品纵向力学性能差异最小；变形程度较大，挤压比可达100；②制品强度高；③要求模具和工具具有高的强度及刚度。侧向挤压在电缆包铅套和铝套上应用最广泛。4.1.2挤压成型的基本方法侧向挤压采用连续挤压机，在压力和摩擦力的作用下，使金属坯料连续不断地送入挤压机，获得无限长制品的挤压方法。冷挤压时金属沿挤压杆和挤压筒之间的空间以及挤压模孔两个相反方向同时流动的挤压方法。利用封闭在挤压筒内坯料周围的高压液体,迫使坯料产生塑性变形，并从模孔中挤出的加工方法。4.1.2挤压成型的基本方

6、法连续挤压静液挤压复合挤压4.2.1挤压成型过程——包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段开始挤压阶段挤压初始锭坯与挤压筒存在间隙，锭坯在挤压轴的压力作用下发生鼓形变形而形成封闭空间，随后金属向间隙处流动充满挤压筒，同时部分金属流入模孔，这一阶段为开始挤压阶段，又称充填挤压阶段。4.2挤压过程的基本概念基本挤压阶段开始挤压阶段完成后，锭坯在挤压轴的压力作用下，由模孔流出形成制品，直至筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度，这一阶段为基本挤压阶段，又称平流挤压阶段。挤压过程中，锭坯任一横截面上的金属质点皆以相同速度或一定

7、的速度差流入变形区压缩锥。4.2.1挤压成型过程终了挤压阶段筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度的挤压阶段，这一阶段锭坯的外层金属向中心剧烈流动，两个难变形区中的金属向模孔流动，形成挤压所特有的“挤压缩尾”。有：中心缩尾、环形缩尾和皮下缩尾三种类型。采取“压余”措施：留一部分金属在挤压筒内不全部挤出，使缩尾不流入制品中。4.2.1挤压成型过程1.挤压变形区挤压筒内的金属在挤压轴作用下产生塑性变形的区域称为挤压变形区。包括：塑性流动区、前端难变形区、后端难变形区前端难变形区存在于挤压筒与模子交界处abc区。后端难变形区位

8、于挤压垫片处。4.2.2挤压变形区及应力应变状态图4-3挤压变形区示意图2.变形区内的应力应变状态外力挤压力P和单位压力σp挤压筒壁的摩擦力Tt和单位正压力dNt模子压缩面的摩擦力Tz和单位正压力dNz定径带的摩擦力Td和单位正压力dNd4.2.2挤压变形区及应力应变状态2.变形区内的应力应变状态应力状态：三向压应力，即轴向压应力σl,径向压应力σr及周向压