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正擠壓金屬的流動特點

正擠壓是使金屬在外力作用下強制發生流動,產生變形;在擠壓過程中,錠坯所受的外力不是均勻的,因此其流動變形也不是均勻的,這就必然影響到鋁型材的組織、力學性能和尺寸上的差異;因此研究擠壓過程的特點,盡量減小不均勻變形的程度,采取壹切技術措施,盡可能將鋁型材特性的差異降至最低限度,是廣大鋁型材加工工作者所面臨的最重要的課題;為了加深對問題的了解,先簡要介紹擠壓過程中階段的劃分和特點,以及擠壓的基礎理論知識;

1:金屬材擠壓階段的劃分及特點

壹般將金屬材擠壓分為三個階段:開始擠壓階段、基本擠壓階段、終了擠壓階段;

①開始擠壓階段

開始擠壓階段又稱填充擠壓階段;在鋁型材加工生產中,壹般被擠壓的錠坯直徑均小於擠壓筒內徑,擠壓筒壁和鑄錠之間存在壹定的間隙,當然這個間隙希望越小越好;擠壓開始,金屬受到擠壓軸的壓力,首先充滿擠壓筒與模孔,擠壓力直線上升;筒壁和鑄錠間的間隙小,可減少填充時擠壓的變形量,從而減少填充時流入模孔的金屬長度,減少前端因變形不足而致使鋁型材組織性能低劣的幾何廢料;同時,當錠坯長度與擠壓筒直徑之比為3~4時,填充鐓粗可能出現鼓型,有可能在鋁型材模具附近形成封閉空間,使得間隙中的空氣在擠壓時受到劇烈壓縮並發熱,被強烈壓縮的氣體會進入錠坯表面的微裂紋中;裂紋通過模具時被焊合,出模孔後即形成氣泡,未能焊合的則在出模孔後成為起皮;間隙越小,出現氣泡和起皮的現象越輕,乃至消失;

②基本擠壓階段

基本擠壓階段又稱平流擠壓階段,這是鋁型材擠壓過程中最重要的階段;其應力狀態、金屬流動方式對材料的組織、性能和尺寸將產生重要影響;消除或減小該擠壓狀態下的應力不均勻性,保持金屬的合理流動,是提高擠壓材質量的關鍵;

③終了擠壓階段

終了擠壓階段是指在擠壓筒內的鑄錠長度減小到接近變形區壓縮錐高度時的金屬流動階段;當墊片接近變形區壓縮椎後,供應此區的金屬體積已相應減少,如擠壓軸運動速度,即擠壓速度保持不變時,必然引起金屬在徑向上的流動速度增加;

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