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金属挤压

金属挤压

股票材料和定制金属部件进入非常广泛的横截面。金属挤出是用于制造这些无缝管或复杂全型材的方法之一。

当然,不能低估金属挤出的重要性。我们发现使用各种行业的过程制作的产品,如建筑,制造,零售,信息技术等。

对所有主要制造方法的基本了解以及它们的能力和灵活性,可以帮助工程师很多。这就是为什么我们将简要研究这种方法的不同方面。

历史

金属挤出过程是发明的约瑟夫·布拉马赫在1797年。通过手动柱塞将柔软的金属推通过模头,以形成金属管。

同样的人还开发了1820年的托马斯毛刺的第一个液压机。该液压机形成了第一引线管,彻底改变了金属成型工业。

什么是金属挤出?

金属挤出是一种形成过程,其中我们通过模具强制金属(热或冷)。当它穿过腔时,这赋予挤出金属的模具形状。从模具中出现的材料被称为“挤出物”。

金属覆盖压缩和剪切应力以实现模具形状。这些力和升高的温度的性质使我们能够用其他方式形成材料脆性属性使用此过程。

除金属外,陶瓷,塑料,粘土,混凝土,聚合物等的非金属也适用于挤出。

主要特征

  • 挤出是一种低成本的过程,由于减少浪费,生产率很高。
  • 它可以形成脆性材料,因为它仅适用于坯料上的压缩和剪切力。
  • 所得产物在材料方向上具有优异的细长晶粒结构。
  • 产品还具有光滑的表面光洁度,可降低后处理量。
  • 可以通过挤出(钢〜3mm〜1mm用于铝的〜1mm)来实现极薄的壁厚。
  • 挤出可以在整个产品中产生极其复杂的横截面,均匀的壁厚。

金属挤出过程

金属挤出工艺自成立以来经历了许多变化。除了直接挤出最终产品外,我们使用该制造过程来获得用于添加剂制造应用的均匀材料进料,如3D打印。然后将该材料沉积层逐层以产生所需产物。

通用金属挤出过程包括以下步骤。

热挤出过程
热挤出过程

饲料金属的制备

铝坯
铝坯

坯料或锭是用作生产过程中原料的饲料金属。但这种饲料金属需要符合设计人员规定的某些标准。它通常具有圆形或方形轮廓,但也可以具有其他形状。

使用热轧或连续铸件等方法产生饲料金属本身。

挤压制备

然后将标准原料置于挤出设备中,例如压机,并加热到热挤出方法的推荐温度。

冷挤出不需要任何预热,因为该过程在室温下进行。

金属挤压

现在通过施加将材料推向模具的压缩力来进行挤出过程。模具有一个小开口。由于高压,金属通过开口离开模具,假设该过程中的模具形状。

一旦这个过程完成,就会释放压力,并且产品进入下一步。

热处理和后处理

该产品现在经历热处理,以改善其性质,并为其服务条件做好准备。热处理过程对于不同的金属是不同的。

例如,在铝的情况下,我们首先冷却挤出部分,然后将其拉伸并切割到所需的长度。然后,碎片经历了老化过程,我们将它们加热至350华氏度,并将它们握住四个小时以硬化它们。

挤出过程的类型

有很多不同类型的金属挤出形式可供选择。虽然核心原则保持不变,但我们以不同的方式应用它们,以实现无数的不同产品。

我们可以将所有金属挤出工艺分类为以下类型之一。

热挤压

在热挤出中,我们将饲料金属加热在其重结晶温度之上。这使得金属软化使其流过模具开口。

高工作温度可防止材料进行硬化。高压意味着使用润滑剂是必要的。

热挤出的设置昂贵的购买和维护。当产品尺寸大时,它只能转化利润。

冷挤压

当挤出在室温下进行时,我们称之为冷挤出。除了在挤出之前,该方法仍然保持相同的方法除外,或者仅在挤出之前仅略微加热。与热挤出相比,该制造工艺具有一组优点和缺点。

优点包括较短的批量定时,更细的公差,平滑的表面光洁度和缺乏氧化。

缺点包括需要更多的功率,因为​​材料不容易使用。而且,材料的机械性能可能在冷挤出过程的过程中变化。在这种温度下挤出速度较低。

温挤压

当在室温和金属的重结晶温度之间进行挤出时,我们称之为温暖的挤出。

与上述制造工艺相比,温暖的挤出提供了诸如延展性的挤出物性能更高的控制等益处。

温度挤出的温度范围为424℃至975℃。温度从不超过金属成形过程的任何阶段的临界熔点。

摩擦挤出

摩擦挤出是一种忽略的过程,最近由于其在添加剂制造中的优点而受到更多的关注。

在摩擦挤出中,使用模具和饲料金属之间的摩擦产生的热量来加热饲料金属。因此,饲料金属不需要任何预热,但使用内部能量来提升挤出温度。

负载的施加通过模具开口将饲料金属推动,挤出部分出现在模具的形状上。摩擦挤出的优点是可以直接添加可回收金属作为饲料。诸如小型废料,块,加工芯片和粉末的废物可用于制造未经预处理的成品。

微折叠

微吊装过程在亚底仪范围内产生特殊应用的产品。该过程保持不变,但它需要小的模具和公羊,这是一个具有紧密要求紧密的挑战。微鳞剂的产品适合1毫米的平方内。

在处理诸如晶界和结构,变形缺陷等小产品时,其他几个问题也发挥作用,形成稳定性。

挤出设备

有各种设​​备可用于挤出。我们可以根据设备的特点以不同的方式对它们进行分类。其中一些是力应用的方向,培养型施用等。

一些流行类型的挤出设备如下。

直接挤压

直接挤出使用固定模具,而RAM在流体金属上产生压力。由于该压力,流体通过模具开口逸出。模具开口位于冲头的相对侧的容器中。因此,挤出部分沿RAM运动的方向出来。这就是它也被称为前向挤出的原因。

直接挤出是最流行的挤出过程。它有优势:

  • 简单的工具
  • 兼容热和冷挤压
  • 钢坯没有修改

这个过程的一些缺点是:

  • 钢坯和容器之间的高摩擦力等,挤出需要高力
  • 挤出过程中的变力
  • 屁股结束仍然存在

间接挤出

在间接挤出中,模具开口位于RAM上。当冲头压缩流体金属时,它流过沿RAM的相反方向的模具开口。这就是为什么它也称为后向挤出。

由于坯料和容器之间的摩擦降低,间接挤出消耗较少的功率。类似于直接挤出,间接挤出用于热以及冷挤出。

这个过程的缺点是难以支持挤出物。RAM是空心的,限制适用的负载。

静水压挤压

在上述方法中,RAM与坯料直接接触。但在静水挤出中,坯料通过流体加压。除了触摸模具的情况下,坯料围绕着所有方向的流体包围。

这消除了坯料和容器之间的摩擦,该容器又减少了挤出所需的力量。当施加力时,芯片开口是唯一发生的释放点和挤出。

使用静水压挤出的优点是

  • 挤压力
  • 均匀的材料流动
  • 坯料温度较低
  • 此设置消除了容器中的任何雪屋残留物。

我们需要了解的静液压挤压缺点:

  • 挤出所需的坯料制备
  • 只能用于冷挤压
  • 持有高压力是一项挑战

冲击挤压

在冲击挤出中,冲头以高速与坯料接触。所得到的压力通过冲头和模具之间的间隙推出挤出物。该模腔给出所需形状的挤出物。

一旦将冲头抬起,挤出物就会升起并用剥离板从中剥离。

冲击挤出基于冷挤出,通常形成铝,铜等较软的金属。

横向挤压

在横向挤出中,模具开口位于容器的一侧。当打孔在钢坯上推下时,挤出物出现在容器的一侧。可能有多于一个模具开口。在横向挤出中,金属流垂直于冲头方向。

横向挤出是封闭式模锻的特殊细分。我们通常使用它作为替代品,因为它能够在一次操作中创建大长度的产品。

常见的缺陷

缺陷是任何过程的不可避免的副产品。但是,通过使用正确的预防措施和后处理,它们始终可以减少尺寸和数量。挤出物中发现有三种主要类型的缺陷,可以显着妨碍最终产品的质量。

表面开裂

表面开裂的主要原因是材料表面的过度应力。如果在挤出过程中存在较高的摩擦,则发生表面开裂。

内部裂缝

当挤出产品中心的裂缝形成时,它被称为内部裂缝。变形区中的低摩擦和低挤出比导致该缺陷。我们可以通过增加工具 - 坯料界面处的摩擦来控制它。

管道

管道是指最终产品中的漏斗形空隙。当库存中存在杂质或氧化物时,它会导致管道缺陷。

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